激光印痕研究中的硅平面薄膜和刻蚀膜

研制了用于激光印痕研究的Si平面薄膜和刻蚀膜。膜制备的主要工艺采用氧化、扩散、光刻等现代半导体技术 ,并结合自截止腐蚀技术。Si平面膜厚度为 3～ 4 μm ,表面粗糙度为几十nm。采用离子束刻蚀工艺 ,在Si膜表面引入 2 5μm× 2 5μm的网格图形或线宽为 5μm的条状图形 ,获得了相应图形的Si刻蚀膜。探讨了扩散、氧化、腐蚀工艺对自支撑Si平面薄膜的表面粗糙度的影响 。

基于离子束辅助激光的硬质合金表面微织构制备方法研究

目的解决纳秒激光所制备的硬质合金表面微织构尺寸不可控且质量较差的问题。方法提出了离子束刻蚀与纳秒激光复合加工技术。首次采用离子束辅助激光加工在WC/Co硬质合金表面制备凹坑型微织构,研究了激光扫描速度、重复频率、脉冲宽度和刻蚀时间4种不同加工参数对微凹坑表面形貌及结构尺寸的影响,并初步预测和建立了复合加工过程中微凹坑轮廓演变模型。结果凹坑型微织构边缘熔融物堆积量随激光重复频率的增加而增加,与扫描速度和脉冲宽度成反比,其中激光重复频率的影响最大。制备的微凹坑直径和深度可以通过改变激光重复频率和刻蚀时间来调节,使用纳秒激光以20、25、30、35 kHz重复频率加工的微凹坑经离子束刻蚀150 min后,边缘的不规则凸起高度分别由1.112、1.675、2.951、3.235μm降低至0.222、0.689、0.976、1.364μm,且刻蚀速率与激光重复频率成正比。离子束刻蚀150 min后,抛光硬质合金表面粗糙度由0.022μm增加至0.079μm,而激光织构化硬质合金表面粗糙度随刻蚀时间的增加均有所降低。结论建立了基于离子束辅助激光的表面微织构轮廓演变模型,实现了硬质合金表面微织构的高质量可控制备。