Особенности изготовления элементной базы высокотемпературной электроники лазерным излучением

Abstract

Представлены результаты исследования лазерной обработки кристаллов природных и искусственных алмазов в технологиях микроэлектроники методом термической лазерной сепарации. Проведен анализ физико-химических явлений, наблюдаемых в результате теплового воздействия лазерного излучения на анизотропные материалы в различных кристаллографических направлениях. На основании критерия Гриффитса проанализирована механика хрупкого разрушения как результат формирования критических микромеханических напряжений, вызванных тепловым воздействием лазерного излучения. Решена нестационарная задача теплопроводности, рассчитаны температурные распределения в объеме материала, на основании которых получена информация об изменении упругих свойств кристаллов, приводящем к его управляемому разрушению в заданных направлениях. Результаты моделирования подтверждены экспериментально в процессе термической лазерной сепарации алмазного сырья путем формирования на заданной глубине в объеме кристалла локализованных областей критических термоупругих микронапряжений, являющихся исходной точкой линии управляемого разделения кристалла. Выявлены оптимальные режимы управляемого разделения кристаллов природных и искусственных алмазов при использовании лазера с диодной накачкой с длиной волны излучения 1064 нм