基于157nm激光的GaN外延片激光抛光和划片工艺研究

157 nm准分子激光的刻蚀精度高,热影响区极小,是较为理想的半导体材料微加工手段之一。通过大量实验对比,分析157 nm激光对GaN外延片抛光和划片加工过程中,各工艺参数对加工质量的影响。实验结果表明,157 nm激光抛光GaN外延片时,被刻蚀面单位面积累计辐射能量在一定范围内,会得到较好的表面粗糙度(Ra值约20 nm)。157 nm激光用于划片加工时,切槽内辐射的能量越高,残留物质越少,槽加工得越深,两侧壁面也更为陡峭;另外在扫描加工过程中适当地移动工作台高度,可以获得更好的加工效果。

GaN基半导体材料的157nm激光微刻蚀

采用157 nm波长准分子激光,对LED-GaN半导体薄膜进行了刻蚀试验研究。探讨了GaN基半导体材料的基本刻蚀特性和刻蚀机理。结果表明,157 nm激光在能量密度高于2.5 J/cm2时,刻蚀速率可达50 nm/pulse以上。以低于16 Hz脉冲频率和高于0.25 mm/min的扫描速度进行激光直写刻蚀时,可以获得Ra30 nm以下的表面粗糙度。采用扫描刻蚀方法,可以加工出75°左右的刻蚀壁面。实验也证明157 nm激光在三维微结构加工方面具有较大的潜力。单光子吸收电离引起的光化学反应是157 nm激光刻蚀GaN基材料的主要机理。

光纤三维微结构的157nm激光微刻蚀

研究了157 nm激光刻蚀光纤三维微结构的基本性能。实验结果表明,石英材料的刻蚀率随脉冲数的增加呈下降的趋势,大光斑的刻蚀率高于同等条件下小光斑的刻蚀率。为提高微孔加工的质量,脉冲频率不宜高于25 Hz。