ЛАЗЕРНАЯ АБЛЯЦИЯ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ИМПУЛЬСНО-ЧАСТОТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ВОЛОКОННОГО ЛАЗЕРА
Аннотация:
Предмет исследования. Исследованы процессы абляции поверхности монокристаллических пластин кремния и свойства материалов, получаемых в результате абляции кремния при облучении сканирующим пучком импульсного иттербиевого волоконного лазера с длиной волны λ = 1062 нм при варьировании мощности излучения лазера и режимов сканирования. Метод. Исследования проведены на пластинах промышленного кремния КДБ-10 (111), КЭФ-4.5 (100) со слоем собственного оксида кремния толщиной в несколько десятков нанометров и толщиной слоя SiO2 от 120 до 300 нм, выращенного методом термического окисления. Облучающая система включает в себя импульсный иттербиевый волоконный лазер с длиной волны λ = 1062 нм. Номинальная выходная мощность лазера 20 Вт, длительность импульсов 100 нс. Частота следования импульсов от 20 кГц до 100 кГц. Номинальная энергия в импульсе при максимальной выходной мощности 20 Вт составляла 1,0 мДж. Сканирование проводилось с помощью двухосевого сканатора на базе приводов VM2500+ с управлением через персональный компьютер с программным комплексом «SinMarkТМ». Скорость сканирования от 10 мм/с до 4000 мм/с, перекрытие варьировалась с 100 лин/мм до 3000 лин/мм. Контроль образцов проводился на оптическом микроскопе типа Axio Imager A1m фирмы Carl Zeiss с цифровой видеокамерой высокого разрешения. Все эксперименты проводились в режиме сфокусированного лазерного пучка с диаметром пятна облучения на подложке 50 мкм. Изменение температуры и ее распределение по поверхности оценивались с помощью тепловизора FLIR серии SC7000. Основные результаты. Показано, что процесс абляции происходит без плавления кремния с образованием факела плазмы. Частицы эжектированного кремния участвуют в формировании плазмы ионов кремния и атмосферных газов, обеспечивая процесс плазмо-химического роста SiO2. Установлен диапазон режимов сканирования пучка, в котором наблюдается рост слоя SiO2. Начиная со скорости сканирования 2000 мм/с, наличие факела визуально не фиксируется, прекращается образование оксида кремния, а в результате разрушения кремния образуются частицы кремния нанометровых размеров. При этом разрушение кремния сопровождается звуками разной частоты, зависящей от скорости сканирования. Практическая значимость. Впервые показано, что на абляцию поверхности монокристаллов кремния существенно влияют такие характеристики процесса лазерного облучения, как скорость сканирования лазерного пучка и перекрытие линий сканирования. Выявлены режимы сканирования лазерного пучка импульсного иттербиевого волоконного лазера с длиной волны λ = 1062 нм, обеспечивающие
Ключевые слова:
Постоянный URL
Статьи в номере
- АНАЛИЗ ПРИМЕНИМОСТИ АЛГОРИТМА ФАЗОВОЙ КОРРЕЛЯЦИИ ПРИ СТАБИЛИЗАЦИИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ ВИДЕОКАДРОВ КАПИЛЛЯРНОГО КРОВОТОКА
- ПОШАГОВАЯ ЗАПИСЬ БРЭГГОВСКИХ РЕШЕТОК Ti:Sa ЛАЗЕРОМ В АНИЗОТРОПНОЕ ОПТИЧЕСКОЕ ВОЛОКНО ЧЕРЕЗ ЗАЩИТНОЕ АКРИЛАТНОЕ ПОКРЫТИЕ
- ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ЭЛЛИПСОМЕТРИИ В ОПТИКЕ НЕОДНОРОДНЫХ СРЕД
- МЕТОД ПРОГРАММНОЙ КОМПЕНСАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РАЗБРОСА КООРДИНАТ ЦВЕТНОСТИ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПАНЕЛЕЙ
- ВЫСОКОТОЧНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА ИЗЛУЧЕНИЯ С ПЗС-ЛИНЕЙКАМИ
- ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ИЗОБРАЖЕНИЙ АВАРИЙНЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
- РАСЧЕТ И ИССЛЕДОВАНИЕ КОНТАКТНЫХ ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКИХ ЛИНЗ ДВОЙНОГО ПРИМЕНЕНИЯ
- СПОСОБЫ СТАБИЛИЗАЦИИ ДВУНОГИХ РОБОТОВ В ПОЛОЖЕНИИ СТОЯ НА ПОДВИЖНОЙ ОПОРЕ
- СИНТЕЗ МНОГОСЛОЙНОГО СУБСТРАТА ДЛЯ НАБЛЮДЕНИЯ МОЛЕКУЛ ГИДРОКСИБЕНЗОЙНЫХ КИСЛОТ МЕТОДОМ ПОВЕРХНОСТНО-УСИЛЕННОГО КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ СВЕТА
- ВЛИЯНИЕ ИОНА ЕВРОПИЯ НА ФОРМИРОВАНИЕ Ag-НАНОЧАСТИЦ ВО ФТОРОФОСФАТНЫХ СТЕКЛАХ
- СВОЙСТВА И ОПТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО СЕЛЕНИДА ЦИНКА, ПОЛУЧЕННОГО ФИЗИЧЕСКИМ ОСАЖДЕНИЕМ ИЗ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ
- СРАВНЕНИЕ ДВУХ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПО СПЕКТРАМ АПКОНВЕРСИОННОЙ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ АКТИВИРОВАННОЙ ИОНАМИ ЭРБИЯ СВИНЦОВО-ФТОРИДНОЙ НАНОСТЕКЛОКЕРАМИКИ
- РАЗРАБОТКА ПРОТОКОЛА МНОЖЕСТВЕННОГО ДОСТУПА ДЛЯ ПРОЦЕССОРОВ С МНОГОУРОВНЕВЫМ КЭШИРОВАНИЕМ
- АНАЛИЗ И ОЦЕНКА МИНИМАЛЬНОГО УРОВНЯ ПРЕФИКСНОГО ДЕРЕВА В СИСТЕМЕ БЕСХЕШЕВОЙ ДЕДУПЛИКАЦИИ
- ФОРМИРОВАНИЕ ЧАСТИЧНЫХ ПОРЯДКОВ ВАРИАНТОВ ДЛЯ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНЫХ АЛЬТЕРНАТИВ В ОДНОРОДНЫХ МНОЖЕСТВАХ
- АБСТРАКТНЫЕ МОДЕЛИ ВИРТУАЛИЗАЦИИ СИСТЕМЫ
- МОДЕЛЬ САМОСОГЛАСОВАННОГО ПОЛЯ ЩЕТОК ИЗ ПРИВИТЫХ КОРНЕВЫМ СЕГМЕНТОМ ДЕНДРОНОВ
- ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СКАЧКОВ УПЛОТНЕНИЯ ОДНОГО НАПРАВЛЕНИЯ
- ПРИМЕНИМОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ МОДЕЛЕЙ ТУРБУЛЕНТНОСТИ ПРИ ЧИСЛЕННОМ РАСЧЕТЕ СВЕРХЗВУКОВЫХ НЕИЗОБАРИЧЕСКИХ СТРУЙ
- О ВЫБОРЕ ЦЕН ПРИ ПРОДАЖЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ
- ПРИМЕНЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА ДЛЯ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ ЗАДАЧИ КАЛЕНДАРНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ
- ВЛИЯНИЕ DFT-ФУНКЦИОНАЛА И БАЗИСНОГО НАБОРА ФУНКЦИЙ НА РЕЗУЛЬТАТЫ ВЫЧИСЛЕНИЯ СТРУКТУРНЫХ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МОЛЕКУЛЯРНОГО КЛАСТЕРА Ag2
- МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАСЧЕТА ИНФОРМАЦИОННЫХ РИСКОВ ДЛЯ ИНФОРМАЦИОННО-ЛОГИСТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
- ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЯ МИКРОТВЕРДОСТИ ПО МЕТОДУ ВИККЕРСА В МОНОКРИСТАЛЛАХ β-Ga2O3, ВЫРАЩЕННЫХ ИЗ СОБСТВЕННОГО РАСПЛАВА