157nm激光微加工过程中激光参量对刻蚀性能的影响

为了研究157nm激光工艺参量对刻蚀性能的影响,采用157nm深紫外激光对两种宽禁带材料(石英玻璃和蓝宝石)进行微刻蚀试验,得到了理想的工艺参量范围,蓝宝石的刻蚀速率大约是石英玻璃的一半,并且蓝宝石的刻蚀表面要比石英玻璃粗糙得多。随着刻蚀深度的增加,光解生成物的脱出变得困难,从而导致刻蚀速率的降低。选用较高的扫描速率和较低脉冲频率的组合进行激光扫描刻蚀能有效地降低刻蚀面的粗糙度。结果表明,对非金属材料的刻蚀,激光的能量密度在材料刻蚀阈值的2.5倍～4倍时能获得较好的刻蚀效果。

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。

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。

基于神经网络的157nm激光微加工

157nm激光被视为光刻和微加工的有力工具之一,其加工的表面质量强烈依赖于激光参数。针对157nm微加工的特点,提出建立人工神经网络优化工艺参数的方法。分析与实验结果表明,利用优化的工艺参数进行激光微加工,其刻蚀质量得到明显提高。

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。

基于157nm深紫外激光的蓝宝石基片微加工

为了探索157nm深紫外激光对蓝宝石材料的微加工技术,采用157nm激光微加工系统,对蓝宝石基片进行了扫描刻蚀和打孔加工,以研究激光工艺参量与刻蚀深度、表面形貌的关系,分析了157nm深紫外激光对蓝宝石材料的作用机理,并利用扫描刻蚀法在蓝宝石基片上加工了一个2维图形。由实验结果可知,157nm深紫外激光作用于蓝宝石材料是一个光化学作用与光热作用并存的加工过程,适合扫描刻蚀的加工参量为能量密度3.2J/cm^2,重复频率10Hz～20Hz,扫描速率0.15mm/min;在能量密度2.5J/cm^2下的刻蚀率为0.039μm/pulse。结果表明,通过对激光重复频率和扫描速度的控制可实现蓝宝石材料的精细微加工。