准分子激光电化学刻蚀硅的刻蚀质量研究

为了解决现有硅刻蚀工艺中存在的刻蚀质量等问题,采用激光加工技术和电化学加工技术相结合的工艺对硅进行了刻蚀,研究了该复合工艺的工艺特性。实验中采用248nm-KrF准分子激光作光源聚焦照射浸在KOH溶液中的阳极n-Si上,实现激光诱导电化学刻蚀。在实验的基础上,研究了激光电化学刻蚀Si的刻蚀孔的基本形貌,并对横向刻蚀和背面冲击等质量问题进行了分析。结果表明,该工艺刻蚀的孔表面质量好、垂直度高;解决了碱液中Si各向异性刻蚀的自停止问题,具有加工大深宽比微结构的能力;也具有不需光刻显影就能进行图形加工的优越性。     

外加电压对激光电化学刻蚀硅的影响研究

激光电化学刻蚀是将激光加工技术和电化学加工技术有机结合起来而形成的一种复合型刻蚀工艺。为了研究外加电压对激光电化学刻蚀硅的影响,本文采用248nm KrF准分子激光作为光源聚焦照射浸在KOH溶液中的阳极半导体n—Si上,实现激光诱导电化学刻蚀。在实验的基础上,详细分析外加电压对刻蚀工艺的影响,并对其产生的原因进行了分析。试验结果表明其影响主要有两个方面：（1）正的外加电压保证了SiO2钝化膜生成,从而实现了选择性刻蚀;（2）外加电压的增大,刻蚀速率会相应减小。因而外加电压也是调节刻蚀速率的一个重要的手段。     

高功率激光对光电器件的热-力破坏效应

热-力破坏效应是导致光电器件激光损伤的重要因素.以激光与材料相互作用机理为基础,建立了激光辐照光学材料、光电器件的热-力学模型,并对其温度场分布和热应力场分布进行了解析求解.在此基础之上,对激光对K9玻璃、类金刚石薄膜、胶合透镜和HgCdTe探测器的热-力破坏效应进行了数值分析和实验研究.     

电解液对准分子电化学刻蚀硅的影响研究

激光电化学刻蚀是将激光加工技术和电化学加工技术有机结合起来而形成的一种复合型刻蚀工艺.为了研究电.解兰对激光电化学刎蚀硅的影响,本文采用248nm KrF准分子激光作为光源聚焦照射浸在KOH溶液中的阳极半导体n-Si上实现激光诱导电化学刻蚀.在实验的基础上,研究了经学溶液对激光电化学蚀Si的雇刻蚀速率的影响,并对其产生的原因进行了分析.试验结果表明:化学溶液对刻蚀工艺的影响主要采辣于小同浓度的溶液对激光的吸收和折射;采用吸收率较小、浓度较低的溶液和控制液膜厚度能有效减小溶液飞溅和溶液折射.本文中,溶液的厚度控制在1mm左右.     

无机激光热刻蚀材料的研究进展

激光热刻蚀技术是近年发展起来的利用激光热刻蚀薄膜的热变化阈值特性突破光学衍射极限进行纳米图形制备的新技术,在亚波长纳米结构器件和高密度光盘母盘制造等领域具有广阔的应用前景.阐述了激光热刻蚀技术的基本原理和特点,以及对激光热刻蚀材料性质的要求,综述了相变型激光热刻蚀薄膜材料(包括硫系相变薄膜材料、金属亚氧化物薄膜材料和陶...     

水辅助准分子激光微加工硅的实验研究

为了研究脉冲激光在不同介质中的刻蚀特性,采用20ns短脉冲、248nm准分子激光(能量为150mJ~250mJ)分别在水和空气两种介质中对半导体单晶Si片进行微刻蚀实验研究。在实验的基础上,研究了两种介质中准分子激光刻蚀Si的刻蚀孔的基本形貌和刻蚀速率,并对结果进行了对比分析。研究结果表明,水辅助激光微加工时,熔屑易从加工区排出,有助于提高加工的表面质量;同时,水的约束提高了冲击作用,使得刻蚀速率加快。     

准分子激光对Al,Au刻蚀的技术研究

本文报导了准分子激光对Al、Au等金属的直接刻蚀和诱导刻蚀技术,给出了刻蚀过程中激光能量密度、刻蚀速率及反应气体压力之间的关系,分析讨论了准分子激光对Al、Au的刻蚀机理和规律。     

准分子激光增强金属电化学刻蚀特性实验研究

采用248nm KrF准分子激光照射电化学刻蚀中的金属阳极,记录过程中阳极电流的变化,对不同金属的阳极电流 曲线进行对比分析,发现在激光作用的时间内,阳极电流显著增大,激光作用过后,阳极电流迅速减小,而且脉冲频率越高阳 极电流增加的幅度越大,不同的金属阳极电流曲线有所不同,这反映准分子激光对不同金属电化学特性的增强有所差别。     

KrF准分子激光刻蚀PMMA研究

为了研究准分子激光刻蚀聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的内在机理,将波长为248nm的KrF准分子激光垂直照射到PMMA材料表面,改变激光能量和脉冲数目,在大气背景下进行实验,照射后样品的表面形貌及化学结构用扫描电子显微镜（SEM）、3维形貌分析仪、X射线光电子能谱（XPS）等手段进行分析。SEM测试表明,在刻蚀区域出现孔状结构,说明刻蚀过程中有气体成分产生。XPS测试表明,激光照射后C1s峰的强度减弱而O1 s峰增强,据此推测PMMA侧链上的甲基被刻蚀掉且空气中的O2参与了反应。另外还研究了激光能量和脉冲数目对刻蚀率和表面粗糙度的影响。结果表明,随着激光能量和脉冲数目增加,刻蚀率和粗糙度并不是一直呈现递增的趋势。     

248nm准分子激光加工玻璃微通道的实验研究

为了提高玻璃微通道的加工效率及质量,采用248nm准分子激光加工玻璃微通道的新型加工方法进行了理论分析和实验验证,取得了不同激光参量下玻璃微通道的加工工艺数据。结果表明,激光加工玻璃微通道的刻蚀阈值为4.54103mJ/mm2;随着激光能量的增加,刻蚀深度近似成对数增长,经线性拟合得到刻蚀深度随激光能量变化的公式;随着脉冲频率的增加,刻蚀深度近似成线性增长,经线性拟合得到刻蚀深度随频率变化的公式;且通道底面粗糙度随激光能量及脉冲频率的增加,呈增长趋势;激光的能量在400mJ～600mJ、脉冲频率在4 Hz～7 Hz范围的组合激光参量可实现刻蚀率高、粗糙度小的微通道加工。这些结果对于合理选择激光参量、提高玻璃微通道的加工效率及质量是有帮助的。     

用于光刻的KrF准分子激光器

我们研制了一台用于光刻的ＫｒＦ准分子激光器（２４８ｎｍ），单脉冲能量２００ｍＪ平均功率５～９Ｗ，能量不稳定度＜土５％，脉宽３５ｎｓ，线宽０．５２ｎｍ，重复频率０．５～１００Ｈｚ，单次充气寿命＞５×１０５次脉冲数，储气寿命约一个月，近场光斑尺寸８ｍｍ×２０ｍｍ，性能指标和光束的均匀性满足了光刻的要求。     

准分子激光加工球面调制靶工艺研究

介绍了空心玻璃微球(HGM)的液滴法制备及其相关评测技术；针对HGM的特点和球面调制靶的制备要求，结合现有的准分子激光加工技术，对加工激光束参数的确定、光学系统的构建以及具体的加工过程进行了研究。提出了一种采用准分子激光刻蚀技术加工制备球面调制靶的具体工艺方案。     

Excimer Laser Etching Process of CdTe Crystals for Formation of Deep Vertical Trenches

Deep isolation trenches with high aspect ratio were formed on CdTe crystals using the excimer laser etching technique. Vertical trenches 80-μm deep and 55-μm wide were formed in 5 min by irradiating a laser on the CdTe crystal through a contact-type metal mask in vacuum. Surface chemistry of the laser-irradiated CdTe crystal was examined by Auger electron spectroscopy (AES), scanning electron microscopy (SEM), and photoluminescence (PL) to determine the extent of laser-induced damage. It was found that the damaged layer remains confined to the thin surface layer in the submicron range, which could be easily removed by a light Br-methanol etch.     

用于光刻的小型KrF准分子激光器及光学系统

本文报道了用于半导体光刻的一体化小型ＫｒＦ准分子激光器及光学系统的性能。     

基于准分子激光工艺制作X射线光掩膜

LIGA工艺是一项能够应用于制造三维微机械结构的微细加工技术,但制作掩膜版工艺复杂、成本高。为了解决商用的微光学系统制造成本问题,在Au薄膜上用准分子激光直写的方法制作掩膜,这样既能够很快得到雏形,同时也能够降低制作的掩膜版的成本。分析讨论了基于电子束制作掩膜版和基于准分子激光制作掩膜版两种方法,得出了准分子激光制作的掩膜在成本和时间上都有优势的结论。将通过准分子激光技术制作的掩膜置于X射线下,在PMMA基板上可以加工很好的三维微结构。通过依次直接激光烧蚀金薄膜可以加工具有一系列微球状结构的吸收体图形,再将此图形转写到PMMA基板上,可以得到的最低像素为25μm。     

碱液环境下电化学腐蚀多晶硅的研究

主要介绍了在NaOH溶液中,利用电化学技术腐蚀制备多晶硅绒面的新方法。实验中,通过改变腐蚀液浓度、腐蚀电压、腐蚀温度等因素,制得一系列多晶硅绒面。实验结果表明,当腐蚀碱液浓度为20%,腐蚀电压为20V,腐蚀温度为25℃时,腐蚀得到的硅片表面比较均匀,在波长400～800nm范围内,测量得表面反射率最低为19%左右。     

模具激光蚀刻工艺与设备研究

在模具纹路加工中,传统的化学蚀刻方法存在污染大、加工周期长的缺点。基于最新的三轴动态振镜扫描技术,对模具激光蚀刻工艺进行了探讨;对模具激光蚀刻机的光学系统、机械系统、电气系统及软件系统进行了研究,研发出具有实用价值的模具激光蚀刻机。该样机的研发,满足了模具加工企业的环保节能需求,同时为激光加工技术在模具行业的广泛应用奠定基础。     

硅的电化学自致停腐蚀研究

本文对硅的电化学自致停腐蚀的原理作了简要分析，利用自制装置实现了硅电化学自致停腐蚀，成功制备出符合光波导要求的ＳＯＩ片。     

准分子激光对钛宝石辐照作用的研究

采用波长为193 nm的ArF准分子激光对钛宝石进行辐照,对比辐照前后的吸收光谱,218 nm处的吸收增加幅度明显大于193 nm和266 nm的吸收峰.通过对不同品质因素(FOM)值样品在420 nm处的荧光强度检测,发现FOM值随荧光强度减小而增大,对比钛宝石样品在准分子激光辐照前后的420 nm荧光谱,可以发现荧光强度明显降低.在检测样品的电子顺磁共振(EPR)谱后发现,Ti3 离子的电子顺磁共振信号在辐照后强度明显增强.表明钛宝石在准分子激光辐照过程中有Ti4 离子向Ti3 离子转变趋势.