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第一篇吸附薄膜的激光加工1

引言1

第一章 激光薄膜加工的物理基础4

1.1 激光辐射作用下的薄膜加热4

1.1.1 辐射能的吸收和转换4

1.1.2 加热阶段的热物理分析6

1.2 激光照射作用下的去膜机制15

1.2.1 过程的定性研究15

1.2.2 薄膜双相破损的理论分析17

1.2.3 唯象模型21

1.2.4 激光去膜技术的实验研究26

结论29

第二章 激光薄膜加工时光学图象的形成方法31

2.1 轮廓光束（聚焦）法31

2.2 投影法33

2.3 光象轮廓投影的形成法36

2.4 光象正投影的形成法41

2.5 接触法45

2.6 全息法46

2.7 关于辐射相干性作用的提示47

结论49

第三章 辐射作用机制和成象方法对激光薄膜加工的精度和模式选择的影响50

3.1 与成象机制有关的图象畸变50

3.1.1 热畸变51

3.1.2 图象的流体动力畸变和激光薄膜加工的光洁度59

3.2.1 象的衍射畸变62

3.2 光象形成的精度62

3.2.2 象差畸变65

3.2.3 激光光束不均匀引起的象畸变66

3.2.4 光象畸变的其它原因67

3.2.5 畸变的相互作用68

3.3 激光薄膜加工的再现性69

3.3.1 激光器辐射参数的稳定性69

3.3.2 加工结果的再现性与激光辐射参数稳定性的关系70

3.4.1 激光薄膜加工时薄膜结构的片基上可能产生裂纹的原因73

3.4 激光薄膜加工过程中片基特性的变化73

3.4.2 片基表层的熔化78

结论81

第四章 激光薄膜加工的工艺过程84

4.1 薄膜元件电参数的调整85

4.1.1 混合集成电路参数的微调与故障的排除86

4.1.2 石英压电元件参数的微调102

4.1.3 薄膜电路的功能微调120

4.2 薄膜的尺寸加工123

4.2.1 薄膜电路布局的修正124

4.2.2 薄膜元件布局的形成129

4.3 激光信息记录134

4.3.1 数字光盘信息记录134

4.3.2 模拟信息记录144

4.4 激光薄膜加工技术的优化146

4.4.1 激光薄膜加工精度的主要物理限制147

4.4.2 激光薄膜加工技术的优化途径148

结论156

第五章 薄膜加工的激光设备158

5.1 薄膜加工用的激光器159

5.2 激光薄膜加工设备的光学机械系统165

5.2.1 高能（激光）通道光学系统激光光束扫描方法165

5.2.2 目视通道的光学系统172

5.3 激光调试设备175

5.4 薄膜尺寸加工的激光设备178

5.4.1 校准薄膜元件尺寸的激光设备178

5.4.2 薄膜元件布局成形的设备179

结论182

第二篇激光工艺在微电子装配操作中的应用183

引言183

第六章 激光加热和焊接185

6.1 非破损材料的加热特性185

6.2 激光加热的应用191

6.2.1 激光淬火192

6.2.2 激光定域合金掺杂194

6.3 激光焊接197

6.3.1 激光辐射作用下金属熔化过程的特性198

6.3.2 激光点焊202

6.3.3 激光缝焊211

6.3.4 影响激光焊接质量的因素215

6.3.5 微电子技术装配操作中应用激光焊接的特例218

结论225

第七章 材料的激光尺寸加工226

7.1 激光钻孔226

7.1.1 激光钻孔时材料去除过程的特性226

7.1.2 吸收材料中的钻孔规律230

7.1.3 单脉冲激光打孔的精度和重复性233

7.1.4 多脉冲打孔法238

7.2 材料的激光分割241

7.2.1 材料的激光切割242

7.2.2 激光热劈裂245

7.3 激光尺寸加工在微电子技术中应用的特例246

结论260

第八章 微电子装配操作的激光工艺设备261

8.1 激光工艺设备的基本装置261

8.2 焊接和热处理用的激光工艺设备263

8.3 尺寸加工的激光工艺设备266

结论266

第三篇激光对微电子技术基础性工艺过程的活化269

引言269

9.1 激光辐射的热化学作用272

第九章 激光热化学和激光光化学在微电子技术中的应用272

9.1.1 激光辐射作用下金属膜的氧化273

9.1.2 半导体的激光氧化292

9.1.3 氧化材料表面的还原295

9.1.4 激光热离解金属有机化合物297

9.1.5 薄膜电化学沉积过程的激光活化306

9.1.6 激光辐射对某些聚合材料的作用308

9.1.7 化合物与合金的激光热活性合成311

9.2 激光辐射的光化学作用315

9.2.1 气相金属有机化合物的激光离解316

9.2.2 选择性激光光蚀刻319

结论323

第十章 半导体微电子元件参数的激光可控修正324

引言324

10.1 激光能量在半导体中的吸收特性和重新分布325

10.1.1 激光辐射在半导体中的吸收325

10.1.2 载流子的松弛和复合、晶格的加热329

10.1.3 半导体中表面电磁波的激励和表面周期性结构的形成333

10.2 离子注入半导体的激光退火335

10.2.1 离子注入半导体激光退火的特性336

10.2.2 激光退火的机制347

10.2.3 离子注入半导体激光退火与其它退火方法比较所具有的潜力351

10.3 绝缘片基上硅膜的激光结晶化353

10.4 半导体缺陷的激光除吸法359

10.5 应用激光修正结构的方法制造半导体仪器的特例360

结论364

引言366

第十一章 激光等离子体镀膜法366

11.1 激光等离子体镀膜法的实质367

11.2 激光脉冲辐射镀膜过程的特性368

11.2.1 激光辐射与靶材和激光腐蚀产物的相互作用368

11.2.2 激光腐蚀产物惯性飞散阶段的特性370

11.2.3 激光腐蚀产物与片基的相互作用和凝结物在片基表面的形成372

11.3 激光等离子体镀膜法在微电子技术中应用的特例375

结论380

12.1 激光定域镀膜法的实质381

第十二章 激光定域镀膜381

12.2 实验技术和研究方法382

12.3 激光定域镀膜过程的特点389

12.4 激光定域镀膜的物理模型394

12.4.1 薄膜从施主片基阈值前脱落的机制394

12.4.2 激光定域镀膜的蒸发模式398

12.5 激光定域镀膜的主要应用范围405

结论410

参考文献411