單片OEICs光器件的激光微細加工研制.pdf

1、單片光電集成器件(OEICS)是將光器件和電器件兩種性能、結構完全不同的器件集成在同一襯底上,需要解決光電兼容的問題,因此至今尚未完全實用化。激光微細加工技術具有“低溫處理”、“局域升溫”的獨特優(yōu)勢,將該技術用于單片OEICS的制做,有利于解決其中的光電兼容難題。本文主要工作就是圍繞單片OEICS的激光微細加工技術展開的,主要研究如下幾個方面的內容:第一:研究了激光微細加工中的精確對準問題,提出了相應的解決方法1)提出了測溫系統(tǒng)對激光微

2、細加工區(qū)的縱向精確對準的方法;2)提出了不可見的激光焦斑和激光微細加工微小窗口區(qū)精確對準的方法,設計了相應的工藝裝置。較好的滿足了激光微細加工工藝的要求;3)解決了用二次離子質譜儀測量激光誘導擴散雜質濃度分布時刻蝕區(qū)和微小擴散區(qū)的對準問題。根據(jù)二次離子質譜儀(SIMS)的工作原理,通過制做專門的擴散樣品,實現(xiàn)了刻蝕區(qū)和擴散區(qū)的對準。第二:設計了激光微細加工中微小區(qū)域溫度分布的計算機測量系統(tǒng)。實現(xiàn)了測溫系統(tǒng)和熱斑中心的橫向對準。第三:在激

3、光誘導擴散中,擴散系數(shù)D與溫度T成指數(shù)關系,因而T的微小波動變化就會引起擴散系數(shù)D的巨大變化,并進而對雜質濃度分布及p?n結性能產(chǎn)生重大影響。在實驗中,我們發(fā)現(xiàn)測溫系統(tǒng)的調焦狀況對溫度測量的準確性和溫度分辨率都有較大的影響,在被測高溫區(qū)面積較小時,影響尤為嚴重。本論文通過理論計算分析了調焦對溫度測量的影響,并根據(jù)使用的測溫系統(tǒng)提出了有效的調焦方法。第四:通過SIMS對樣品的分析,提出了一個測量擴散區(qū)只在μm量級或10μm量級范圍內的雜質