双步激光辐射提升纳秒激光抛光单晶硅的表面

摘要：

单晶硅是一种重要的半导体材料.通常,铸锭切片后的单晶硅表面易产生较深的沟槽、凹坑和裂纹等缺陷.针对这一问题,提出了一种双步激光辐射的方法,其在修复表面缺陷的同时,可以降低表面粗糙度.首先,通过有限元法模拟对不同激光参数下可修复的缺陷深度进行预测.然后,在0.50 J/cm2的较高能量密度下,利用较深的表面层熔化修复各种深度的表面缺陷.然而,由于高能量密度下引发的热毛细管流易造成高频特征残留在表面上,故会导致表面粗糙度增加.接着,使用一个0.20 J/cm2的低能量密度再次辐射同一表面,可有效消除残留的高频特征.最终,原始表面粗糙度为1.057 μm的表面经过双步激光辐射后可获得一个表面粗糙度为26 nm的无缺陷光滑表面.

关键词：激光光学、单晶硅表面缺陷、纳秒激光辐射、有限元模拟、毛细管流动、表面张力

所属期刊栏目：42

分类号：TH162

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2022-06-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：212-219