Способ локального лазерного нанесения пленки

 

Использование: лазерная обработка материалов Сущность изобретения, пучок излучения лазера фокусируется на поверхности донорной пленки. Импульс лазерного излучения нагревает, расплавляет и частично или полностью испаряет донорную пленку в облученной области. Пары и расплав осаждаются на поверхности акцепторной подложки, после чего уменьшают плотность потока лазерного излучения до значений, исключающих испарение пленки с акцепторной подложки 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 23 С 14/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) F t«

«1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ОО

ЬЭ

Ф (Я

О (21) 4870526/21 (22) 01.10.90 (46) 30.06.93. Бюл. М 24 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) В.П.Вейко, А.И,Кайданов, Х.А,Ковачки и

Е.А.Шахно (56) P.Burggraaf. Laser — based Pattern

Generation. Semiconductor international, Мау 1988, р,120, Вейко В.П. Лазерная обработка пленочных элементов. Л,: Машиностроение, 1986, с.148. (54) СПОСОБ ЛОКАЛЬНОГО ЛАЗЕРНОГО

НАНЕСЕНИЯ ПЛЕНКИ

Изобретение относится к лазерной обработке материалов и может быть использовано в точном приборостроении, микроэлектронике, в изготовлении оптических и электронных элементов, Целью изобретения является повышение качества наносимой пленки эа счет повышения равномерности ее толщины, улучшения структуры и адгеэии.

На фиг.1 приведен пример исполнения схемы устройства, позволяющего осуществить предлагаемый способ; на фиг.2 — профилограмма шероховатой поверхности донорной подложки; на фиг,3 — фотографии нанесенных участков пленки, полученных при использовании способа-прототипа (фиг.Эа) и предлагаемого способа (фиг,3б).

Схема устройства, позволяющего осуществить предлагаемый способ, содержит импульсный лазер 1 на ИАГ ЛТИ-502 (А1,06 мкм), оптическую систему, формирующую лазерный пучок, состоящую иэ переменной телескопической системы 2, „„. Ы„„1824456 А1 (57) Использование; лазерная обработка материалов. Сущность изобретения: пучок излучения лазера фокусируется на поверхности донорной пленки. Импульс лазерного излучения нагревает, расплавляет и частично или полностью испаряет донор- „ ную пленку в облученной области, Пары и расплав осаждаются на поверхности акцепторной подложки, после чего уменьшают плотность потока лазерного излучения до значений, исключаюших испарение пленки с акцепторной подложки. 3 ил. полупрозрачного зеркала 3, объектива 4, прозрачную донорную подложку 5 с донорной пленкой 6, акцепторную подложку 7, поверхность которой расположена вплотную к свободной поверхности донорной пленки, вакуумную камеру с прозрачными стенками 8, заключающую в себе донорную подложку с донорной пленкой и акцепторную подложку, и закрепленную на координатном столике 9 с шаговым двигателем, перемеща1ощимся в двух взаимно перпендикулярных направлениях, а также визуальный канал, включающий лампу подсветки

10, призму 11 и окуляр 12, Работа устройства состоит в следующем, Пучок излучения лазера 1 сужается или расширяется переменной телескопической системой 2 до требуемого размера, отражается от полупрозрачного зеркала 3 и фокусируется объективом 4 на поверхности донорной пленки 6. Импульс лазерного излучения нагревает, расплавляет и частично или полностью испаряет донорную пленку в

1824456 облученной области, Пары и расплав осаждаются на поверхности акцепторной подложки 7. Формирование топологии наносимой на поверхность акцепторной подложки пленки производится путем перемещения координатного столика 9. С помощью визуального канала производится наблюдение результатов локального лазерного нанесения пленки.

Возможно также использование для реализации предлагаемого способа проекционной опт1 еской системы для формирования топологии наносимых пленок проекционным или контурно-проекционным методом.

При использовании предлагаемого спосо6а после перенесения материала донорной пленки с донорной подложки на анцепторную подложку в конце импульса излучения уменьшается плотность потока лазерного излучения, достигающего пленки, вследствие рассеяния излучения на освободившейся от донорной пленки шероховатой поверхности донорной подложки. Результаты проведенных оптических измерений мощности излучения, проходящего через донорную подложку с шероховатой поверхностью(Rz = 3 мкм), q u мо;.1ности излучения, проходящего через донорную подложку с полированной поверхностbe, qo показали, что коэффициент ослабления мощности излучения за счет рассеяния на шероховатой поверхности а =

q/q0 — 0,57. Такого ослабления излучения достаточно для исключения реиспарения пленки с акцепторной подложки, т.к. локальное лазерное нанесение пленок осуществляется 8 режимах облучения, близких к пороговым режимам испарения пленок (Вейко В.П, Лазерная обработка пленочных элементов, Л,; Машиностроение, 1986, с.149). Ослабленное рассеянием на шероховатой поверхности донорной подложки лазерное излучение, нагревая нанесенную на акцепторную подложку пленку, приводит к ее отжигу и к улучшению адгезии пленки к акцепторной подложке. Проведенные измерения показали улучшение адгеэии нанесенной пленки к акцепторной подложке при использовании предлагаемого способа.

В приведенном примере длина волны лазерного излучения составляла 1,06 мкм.

Соответственно этому использовались донорные подложки с высотой неровностей профиля шероховатой поверхности Rz = 3 мкм.

На фиг.2 приведена профилограмма шероховатой поверхности донорной подложки. Масштаб профилограммы по вертикали составляет 1:30000, по горизонтали — 1;175.

Материал подложки — стекло К-8.

На фиг,3 приведены фотографии нанесенных участков пленки PbS, полученных при использовании способа-прототипа (фиг.За) и предлагаемого способа (фиг,Зб) при мощности лазерного излучения 0,8 Вт, длительности импульса 1 мкс, диаметре облученной области донорной пленки 80 мкм и скорости перемещения координатного столика i мм/с.

При использовании предлагаемого способа качество наносимой пленки повышается вследствие повышения равномерности ее толщины, улучшения структуры и адгезии. Таким образом, поставленная цель достигнута.

Формула изобретения

Способ локального лазерного нанесения пленки, включающий перенесение материала донорной плеНки, нанесенной на прозрачную для лазерного излучения донорную подложку, с поверхности донорной подложки на акцепторную подложку путем нагревания донорной пленки лазерным излучением через донорную подложку, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества наносимой пленки за счет повышения равномерности ее толщины, улучшения структуры и адгезии, после перенесения материала донорной пленки с донорной подложки на акцепторную подложку уменьшают плотность потока лазерного излучения до значений, исключающих испарение пленки с акцепторной подложки, путем выполнения поверхности донорной подложки, контактирующей с донорной пленкой, шероховатой с высотой неровностей профиля поверхности Rz > Л, где Л вЂ” длина волны лазерного излучения.

1 824456

1824456 аа

602, 3

Составитель Е, Шахно

Техред М.Моргентал Корректор M. Шароши

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2217 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5