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用于微热电器件的磁辅助激光诱导等离子烧蚀高精度和低损伤微通道构建
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2022-10-10 , DOI: 10.1021/acsami.2c13844
Shanghao Chen 1 , Wei Zhu 2, 3 , Jie Zhou 1 , Yuedong Yu 1 , Yujie Xie 1 , Yuan Deng 2, 3
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热电器件正朝着高密度和小型化方向发展,具有较大的填充因子,用于芯片热管理和微能量收集的新应用。脉冲激光蚀刻已成为高度集成的微热电器件图案化构造的最有效工具之一。然而,激光光斑尺寸和高斯激光能量分布限制了微通道的加工尺寸和精度。此外,激光能量注入引起的快速升温也会引发元素挥发、裂纹和重铸层等严重问题。在此,提出了一种具有磁控等离子体的液体辅助纳秒激光烧蚀技术,用于在热电厚膜上蚀刻微通道。通过评估微通道的大小和形状,我们从理论上研究了空化气泡对激光诱导等离子体烧蚀中激光光路和表面粗糙度的影响。此外,还揭示了高精度烧蚀的能量准则,并通过磁场对激光诱导带电等离子体羽流的能量和动力学特性的约束来解释磁场对烧蚀阈值的影响。最后,在Bi上实现了高精度、低损伤的微通道2 Te 3热电厚膜,最小线宽19.12 μm,小侧壁倾斜度tan θ = 0.085。这项工作为在半导体微器件中制造高密度三维 (3D) 图案提供了一种有前途的替代方案。



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更新日期:2022-10-10
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