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利用飞秒激光辐照结合湿法腐蚀方法制备高纵横比全硅槽的研究
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:中国激光
  • 时间:2015.1
  • 页码:0103007-1-7
  • 分类:TN249[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]西安交通大学电子与信息工程学院,陕西西安710049, [2]西北核技术研究所,陕西西安710024
  • 相关基金:国家自然科学基金(11204236,61235003,61308006)、中国博士后科学基金(2013M542351)
  • 相关项目:基于非线性光纤布拉格光栅的宽带慢光缓存器
中文摘要:

利用飞秒激光辐照结合湿法腐蚀方法,制备了高纵横比硅基狭槽。首先利用透镜聚焦飞秒激光至硅片表面,在硅内部诱导结构变化;再结合氢氟酸(HF)溶液选择性腐蚀去除结构变化区域,从而制备出高纵横比硅基狭槽;最后,通过光学显微镜和扫描电子显微镜对狭槽形貌进行表征,研究了狭槽纵横比对激光加工条件如激光功率、扫描速率和数值孔径的依赖特性。结果表明,激光加工条件对于制备高纵横比硅基狭槽存在最优选择。通过优化激光加工参数,可制备出深度为291 μm,纵横比为25.3 的硅基狭槽。相对于显微物镜,透镜的工作距离较大,加工过程可以避免镜片污染,且具有成本低,通光孔径大等优点。

英文摘要:

A simple method of fabricating high-aspect-ratio all-silicon grooves using lens-focused femtosecond laser irradiation and wet etching is demonstrated. Firstly femtosecond laser is focused on silicon surface to induce structural changes inside silicon. Then laser-induced structural change regions are selectively removed by hydrofluoric acid (HF) etching to form high-aspect-ratio silicon grooves. Finally, optical microscope and a scanning electronic microscope are employed to characterize the morphology of the grooves, respectively. The dependences of the grooves aspect ratios on the laser irradiation parameters, such as the laser average power, scanning velocity and the lens numerical aperture, are investigated. By optimizing the laser irradiation parameters, grooves with depth of 291 μm and aspect ratio of 25.3 are produced. Compared with microscope objective lens,lens owns longer working distance, which can keep it from being polluted by the debris erupting from specimen during laser irradiation. Besides, lens has the advantages of low cost and large aperture.

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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849