纳秒紫外重复脉冲激光烧蚀单晶硅的热力学过程研究

摘要：

采用波长为355nm的纳秒紫外重复脉冲激光对单晶硅片进行了盲孔加工实验，观测了随脉冲增加激光烧蚀硅片的外观形貌和盲孔孔深、孔径的变化规律，并对紫外激光辐照硅片的热力学过程进行了分析．研究结果表明：紫外激光加工硅盲孔是基于热、力效应共同作用的结果，热效应会使得硅材料熔化、气化甚至发生电离产生激光等离子体，为材料的去除提供条件；激光等离子体冲击波以及高温气态物向外膨胀会对熔化材料产生压力致使其向外喷射，为重复脉冲的进一步烧蚀提供了条件；力效应主要沿着激光传输的方向，垂直于硅表面，使得去除部位主要集中在孔的深度方向，达到较高的孔径比，实验观察孔径比可达8：1；此外，激光等离子体的产生也阻止了激光对靶面的作用，加之随孔深的增加激光发生散焦，使得烧蚀深度有一定的限制，实验观察烧蚀脉冲个数在前100个时加工效率较高．

关键词：激光烧蚀、单晶硅、盲孔、激光等离子体冲击波

所属期刊栏目：61

分类号：O484.1(固体物理学)

资助基金：国家自然科学基金重大项目60890203;西南科技大学极端条件物质特性实验室开放基金11zxjk08;四川大学青年教师科研启动基金2009SCU1108资助的课题

在线出版日期：2012-12-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：475-483