[發明專利]基于納米級粒子流的激光打孔方法

有效

• 申請號: 201310172352.0
• 申請日: 2013-05-10
• 公開（公告）號: CN103240526A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 楊紅艷;趙永瑞;王妍;馬洪波;畢明路;鄭大安
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: B23K26/14
• 分類號: B23K26/14;B23K26/38
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

技術領域

本發明屬于微電子技術領域，設計半導體材料及其制備方法，具體的說是一種基于納米級粒子流的激光打孔方法。

背景技術

激光打孔以激光束為熱源，通過激光使需去除的材料融化并汽化。激光束對打孔材料進行照射產生熱量，打孔材料表面吸收熱量并向材料內部快速傳遞，被激光照射的區域會急速升溫。由于升溫時間極短，打孔材料的表層會快速融化并汽化，這些汽化后的氣體相互擠壓，開始向外噴射，形成小坑。隨著照射時間的增加，被照射區域的汽化程度急劇增大，坑內的氣壓也急速增大，對坑的底部和四周產生強烈的沖擊，使高壓的蒸汽攜帶大量的液體向外噴射，達到打孔的目的。激光打孔速度快、效率高、且對工具無損耗，因此被廣泛應用。

目前激光打孔打出的孔存在孔壁表面粗糙度過大的問題，限制了激光打孔的發展。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提出了一種基于納米級粒子流的激光打孔方法，以使孔壁光滑。

為實現上述目的，本發明的打孔方法包括以下步驟：

一種基于納米級粒子流的激光打孔方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）將紫外光激光束的功率密度調整到大于10⁷Wcm²，并且將激光束精確地聚焦到打孔材料的打孔部位；

（2）順著紫外光激光束的方向流過0.6Mpa-1.0Mpa納米級惰性粒子流；

（3）用紫外光激光束對打孔部位進行打孔，打孔時間小于0.1秒。

所述的紫外光為UV級，波長為355nm-266nm。

所述的納米級惰性粒子流為納米級惰性氮氣流或納米級鈦粒子流。

所述激光束的直徑為20um。

步驟（3）中的打孔時間為0.001秒。

所述的納米級鈦粒子流為0.3Mpa。

本發明與現有技術相比所取得的有益效果為：

本發明由于在進行激光打孔時增加了納米級惰性粒子流，粒子流帶走熱量的同時可使孔壁鈍化，能夠增強孔壁強度，減弱激光對已產生孔的孔壁燒蝕強度，同時使孔壁不易崩裂，從而更加光滑。

附圖說明

圖1是本發明激光打孔的流程圖。

具體實施方式

參照圖1，本發明的打孔方法給出如下兩種實施例。

實施例1

步驟1：將波長為355nm-266nm的紫外光激光束聚焦到晶體硅的打孔部位。將紫外光激光束的功率密度調整到10⁸Wcm²、直徑調節到20um后，聚焦到打孔部位的中心。

步驟2：順著激光束的方向流過0.6Mpa的納米級惰性氮氣流，使該粒子流具有足夠的速度通過激光打孔部位。

在激光束發射口的外圓周上設置納米級惰性氮氣流發射裝置，這樣，納米級惰性氮氣流包覆在激光束外圓周的外側。粒子流帶走熱量的同時與孔壁鈍化成為氮化物，能夠增強孔壁強度，減弱激光對已產生孔的孔壁燒蝕強度，同時使孔壁不易崩裂，從而更加光滑。

步驟3：用激光束對打孔部位進行打孔。打孔時間為0.001s。

實施例2

步驟A：將激光束聚焦到晶體硅的打孔部位。

將波長為355nm-266nm的紫外光激光束的功率密度調整到10⁸Wcm²、直徑調節到20um后，聚焦到打孔部位的中心。

步驟B：順著激光束的方向流過0.3Mpa納米級鈦粒子流，粒子流帶走熱量的同時形成一層金屬膜，從而減弱激光對孔壁燒蝕，同時使孔壁不易崩裂，從而更加光滑。具體可在激光束發射口的外圓周上設置納納米級鈦粒子流發射裝置，這樣，納米級鈦粒子流包覆在激光束外圓周的外側。

步驟C：用激光束對打孔部位進行打孔。打孔時間為0.001s。