脈沖激光輻照半導(dǎo)體表面的熱效應(yīng)分析.pdf

1、激光與材料相互作用會(huì)使材料升溫，發(fā)生熱擴(kuò)散、熱膨脹和產(chǎn)生熱應(yīng)力，從而導(dǎo)致物質(zhì)的狀態(tài)、結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。我們可以利用這一點(diǎn)進(jìn)行激光加工和熱處理。材料吸收激光能量的多少除了與材料本身的性質(zhì)有關(guān)，還和激光參數(shù)的變化密切相關(guān)。本文用mathematica語言編程，以熱傳導(dǎo)方程為基礎(chǔ)，數(shù)值模擬了長脈沖和超短脈沖激光輻照下半導(dǎo)體表面的溫度分布。著重討論了不同激光脈沖參數(shù)的變化對半導(dǎo)體材料在脈沖激光輻照下產(chǎn)生的熱效應(yīng)的影響。主要內(nèi)容如下： 1、以

2、一維熱傳導(dǎo)方程為計(jì)算模型，采用有限差分法數(shù)值模擬了GaAs表面溫度場的分布。討論了激光波長、光束半徑、激光束光強(qiáng)分布、激光能量、輻照時(shí)間等激光脈沖參數(shù)的影響?？偨Y(jié)分析了脈沖激光作用于半導(dǎo)體的破壞機(jī)理。 2、以半導(dǎo)體載流子速率方程和雙溫方程為物理模型，采用隱式有限差分法對其進(jìn)行數(shù)值求解，數(shù)值模擬了半導(dǎo)體在飛秒激光輻照下的溫升。主要考慮了激光波長、脈沖間隔、脈沖能量和脈寬不同激光參數(shù)對溫升的影響。 研究表明，激光脈沖的功率密