專(zhuān)利名稱(chēng)：基于納米級(jí)粒子流的激光打孔方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微電子技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)計(jì)半導(dǎo)體材料及其制備方法，具體的說(shuō)是一種基于納米級(jí)粒子流的激光打孔方法。
背景技術(shù)：
激光打孔以激光束為熱源，通過(guò)激光使需去除的材料融化并汽化。激光束對(duì)打孔材料進(jìn)行照射產(chǎn)生熱量，打孔材料表面吸收熱量并向材料內(nèi)部快速傳遞，被激光照射的區(qū)域會(huì)急速升溫。由于升溫時(shí)間極短，打孔材料的表層會(huì)快速融化并汽化，這些汽化后的氣體相互擠壓，開(kāi)始向外噴射，形成小坑。隨著照射時(shí)間的增加，被照射區(qū)域的汽化程度急劇增大，坑內(nèi)的氣壓也急速增大，對(duì)坑的底部和四周產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊，使高壓的蒸汽攜帶大量的液體向外噴射，達(dá)到打孔的目的。激光打孔速度快、效率高、且對(duì)工具無(wú)損耗，因此被廣泛應(yīng)用。目前激光打孔打出的孔存在孔壁表面粗糙度過(guò)大的問(wèn)題，限制了激光打孔的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種基于納米級(jí)粒子流的激光打孔方法，以使孔壁光滑。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的打孔方法包括以下步驟:一種基于納米級(jí)粒子流的激光打孔方法，其特征在于:包括以下步驟:(I)將紫外光激光束的功率密度調(diào)整到大于IO7Wcm2,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(guò)0.6Mpa-l.0Mpa納米級(jí)惰性粒子流；(3)用紫外光激光束對(duì)打孔部位進(jìn)行打孔，打孔時(shí)間小于0.1秒。所述的紫外光為UV級(jí),波長(zhǎng)為355nm_266nm。所述的納米級(jí)惰性粒子流為納米級(jí)惰性氮?dú)饬骰蚣{米級(jí)鈦粒子流。所述激光束的直徑為20um。步驟(3)中的打孔時(shí)間為0.001秒。所述的納米級(jí)鈦粒子流為0.3Mpa。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所取得的有益效果為:本發(fā)明由于在進(jìn)行激光打孔時(shí)增加了納米級(jí)惰性粒子流，粒子流帶走熱量的同時(shí)可使孔壁鈍化，能夠增強(qiáng)孔壁強(qiáng)度，減弱激光對(duì)已產(chǎn)生孔的孔壁燒蝕強(qiáng)度，同時(shí)使孔壁不易崩裂，從而更加光滑。



圖1是本發(fā)明激光打孔的流程圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，本發(fā)明的打孔方法給出如下兩種實(shí)施例。實(shí)施例1步驟1:將波長(zhǎng)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(diào)整到IO8Wcm2、直徑調(diào)節(jié)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(guò)0.6Mpa的納米級(jí)惰性氮?dú)饬?，使該粒子流具有足夠的速度通過(guò)激光打孔部位。在激光束發(fā)射口的外圓周上設(shè)置納米級(jí)惰性氮?dú)饬靼l(fā)射裝置，這樣，納米級(jí)惰性氮?dú)饬靼苍诩す馐鈭A周的外側(cè)。粒子流帶走熱量的同時(shí)與孔壁鈍化成為氮化物，能夠增強(qiáng)孔壁強(qiáng)度，減弱激光對(duì)已產(chǎn)生孔的孔壁燒蝕強(qiáng)度，同時(shí)使孔壁不易崩裂，從而更加光滑。步驟3:用激光束對(duì)打孔部位進(jìn)行打孔。打孔時(shí)間為0.001s。
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實(shí)施例2步驟A:將激光束聚焦到晶體硅的打孔部位。將波長(zhǎng)為355nm-266nm的紫外光激光束的功率密度調(diào)整到IO8Wcm2、直徑調(diào)節(jié)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(guò)0.3Mpa納米級(jí)鈦粒子流,粒子流帶走熱量的同時(shí)形成一層金屬膜，從而減弱激光對(duì)孔壁燒蝕，同時(shí)使孔壁不易崩裂，從而更加光滑。具體可在激光束發(fā)射口的外圓周上設(shè)置納納米級(jí)鈦粒子流發(fā)射裝置，這樣，納米級(jí)鈦粒子流包覆在激光束外圓周的外側(cè)。步驟C:用激光束對(duì)打孔部位進(jìn)行打孔。打孔時(shí)間為0.001s。
權(quán)利要求
1.一種基于納米級(jí)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(diào)整到大于IO7Wcm2，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(guò)0.6Mpa-l.0Mpa納米級(jí)惰性粒子流； (3)用紫外光激光束對(duì)打孔部位進(jìn)行打孔，打孔時(shí)間小于0.1秒。
2.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的基于納米級(jí)粒子流的激光打孔方法，其特征在于:所述的紫外光為UV級(jí)，波長(zhǎng)為355nm-266nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的基于納米級(jí)粒子流的激光打孔方法，其特征在于:所述的納米級(jí)惰性粒子流為納米級(jí)惰性氮?dú)饬骰蚣{米級(jí)鈦粒子流。
4.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的基于納米級(jí)粒子流的激光打孔方法，其特征在于:所述激光束的直徑為20um。
5.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的基于納米級(jí)粒子流的激光打孔方法，其特征在于:步驟(3)中的打孔時(shí)間為0.001秒。
6.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)3所述的基于納米級(jí)粒子流的激光打孔方法，其特征在于:納米級(jí)鈦粒子流為0.3 Mpa。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于納米級(jí)粒子流的激光打孔方法，主要解決現(xiàn)有激光打孔技術(shù)打出的孔孔壁粗糙的問(wèn)題。其實(shí)現(xiàn)步驟是(1)將波長(zhǎng)為355nm-266nm的紫外光激光束的功率密度調(diào)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)順著激光束的方向流過(guò)0.6Mpa-1.0Mpa納米級(jí)惰性粒子流；(3)用激光束對(duì)打孔部位進(jìn)行打孔。本發(fā)明由于在進(jìn)行激光打孔時(shí)增加了納米級(jí)惰性粒子流，粒子流帶走熱量的同時(shí)可使孔壁鈍化，能夠增強(qiáng)孔壁強(qiáng)度，減弱激光對(duì)已產(chǎn)生孔的孔壁燒蝕強(qiáng)度，同時(shí)使孔壁不易崩裂，從而更加光滑。
文檔編號(hào)B23K26/14GK103240526SQ20131017235
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月10日
發(fā)明者楊紅艷, 趙永瑞, 王妍, 馬洪波, 畢明路, 鄭大安 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所