硼掺杂纳米硅薄膜的多脉冲激光熔覆数值模拟及实验研究

摘要：

为研究多脉冲激光的热累积效应对硼掺杂纳米硅薄膜熔覆过程的影响,采用单温模型,利用三维有限元方法对激光与硅薄膜的相互作用过程中温度场的分布进行了数值模拟,得到了多脉冲激光耦合情况下的温度场变化规律.仿真结果表明:与单脉冲相比,在多脉冲激光作用下,峰值温度增加了 3.2％,熔池尺寸扩大了 18.75％,同时热影响区范围也明显增加;激光辐照后,熔覆层表面温度下降,但基体温度仍会继续上升,多脉冲热累积效应为纳米硅薄膜中硼元素扩散提供了有利条件.最后,通过单脉冲及多脉冲激光熔覆实验,分析了熔覆硅薄膜后的熔覆层表面状况的差异,并获得了激光熔覆辅助硼元素扩散的一般规律,为硼掺杂纳米硅薄膜的激光辅助扩散技术在半导体器件中的应用提供了条件.

关键词：硼掺杂纳米硅薄膜、激光熔覆、多脉冲激光、温度场、硼扩散

所属期刊栏目：50

分类号：TN249(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家自然科学基金;江苏省自然科学基金青年项目

在线出版日期：2021-11-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：107-116