鍺半導(dǎo)體納秒激光燒蝕的理論研究.pdf

1、當(dāng)今的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)為了生產(chǎn)敏感度更高的傳感器和計(jì)算速度更快的芯片，需要加工尺寸更小的微納結(jié)構(gòu)光電元器件。激光燒蝕技術(shù)由于在納米材料的制備方面具有明顯的優(yōu)勢，因此有巨大的應(yīng)用潛力。研究半導(dǎo)體的激光燒蝕機(jī)制并建立相關(guān)模型，對激光燒蝕技術(shù)的應(yīng)用有一定的指導(dǎo)作用。
　　 本文參考激光燒蝕金屬的模型，對一維鍺的紫外激光燒蝕過程進(jìn)行了理論研究，用有限元差分法和牛頓-拉爾遜法求解了一維導(dǎo)熱方程、納維-斯托克斯方程和薩哈方程等。
　　 利

2、用求解得到的物理量，分析了燒蝕結(jié)果與激光束強(qiáng)度和環(huán)境氣體壓強(qiáng)的關(guān)系，得到以下結(jié)論：
　　 1、等離子體的形成對激光能量有明顯的吸收作用，且其對能量吸收的時(shí)間點(diǎn)早晚與入射激光強(qiáng)度成反比。模擬過程中能夠產(chǎn)生等離子體的激光峰值功率密度閾值為1～2×108W/cm2
　　 2、激光強(qiáng)度對燒蝕面的溫度和燒蝕深度的影響為：同一時(shí)刻靶材表面溫度及燒蝕深度與激光強(qiáng)度成正比，升溫耗時(shí)與激光強(qiáng)度成反比。激光峰值功率密度為4×108W/cm2