半导体基片在10.6 μm激光局域加热时的温度上升

在激光诱导扩散等激光微细加工技术中,需要用聚焦激光束照射基片表面,以形成局部高温区。为使局部高温区的温度分布满足实验要求,对10.6 μm聚焦连续波CO2激光束照射下半导体基片的温度上升进行了数值计算。计算中考虑了基片材料对10.6 μm激光的吸收系数随温度的变化。计算得到了温度上升与基片预热温度、入射激光束功率及曝光面积等参数的关系。结果表明,基片初始温度为室温及激光焦斑直径小于100 μm时,激光照射形成稳定高温区的最高温度不超过600 K。增加基片初始温度,可以在建立满足要求的温度上升的同时,减小基片上高温区分布的面积。在同一初始温度下,在基片高温区分布的面积符合实验要求的前提下,应尽量使用较大的光斑尺寸和激光功率,从而使基片表面热斑的温度分布更易控制。