超短脉冲激光与碳化硅相互作用研究

作者：王金舵

来源：科技创新与应用, 2022, 12(22): 79-86.

DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2022.22.020

• 超短脉冲激光
• 冷加工
• 碳化硅
• 电子密度增长速率方程
• 损伤阈值

碳化硅（SiC）在半导体制造行业、航空航天领域应用广泛。超短脉冲激光可以实现SiC的冷加工，而研究激光与SiC相互作用过程及损伤阈值是一项重要研究课题。文章基于电子密度增长速率方程，结合雪崩电离模型、光致电离模型及电子空穴复合模型，对百飞秒至十皮秒的超短脉冲激光与SiC相互作用过程进行分析。结果表明，在波长不变的情况下，SiC损伤阈值随着脉宽变窄而呈线性减小，存在理论上的最小损伤阈值，对于1 064 nm激光该值为0.47 J/cm2。在脉宽不变的情况下，SiC损伤阈值随波长变长而增大。将模型计算与已报道实验结果进行比较，具有较好一致性。该研究可为SiC材料的超短脉冲激光加工参数选择提供理论指导。