窄脈寬激光誘導(dǎo)背向選擇性去除金屬薄膜制備微電路（特邀）

崔佳琪，謝小柱，黃亞軍，李兆艷，羅宇航，龍江游

（1 廣東工業(yè)大學(xué) 物理與光電工程學(xué)院，廣州 510006）

（2 廣東工業(yè)大學(xué) 機電工程學(xué)院，激光微納加工研究中心，廣州 510006）

（3 廣東工業(yè)大學(xué) 實驗教學(xué)部，廣州 510006）

0 引言

近年來，激光加工技術(shù)在集成電路、光電子器件、半導(dǎo)體器件以及醫(yī)療航天等領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色［1-4］。利用激光選擇性誘導(dǎo)金屬薄膜制備微結(jié)構(gòu)在工業(yè)、國防、通信、醫(yī)療等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，如電路板和光電設(shè)備的制造、微電子系統(tǒng)和太陽能電池的制備［5-7］。如何獲得更高的加工質(zhì)量和加工效率，并滿足各種材料或結(jié)構(gòu)的加工需求成為該領(lǐng)域的研究熱點。目前，在透明基板上制備微電路的方法主要包括：激光誘導(dǎo)選擇性去除金屬薄膜、激光刻蝕工藝、紫外光刻、電子束光刻、激光誘導(dǎo)還原燒結(jié)以及直接墨水書寫等方法。然而刻蝕工藝、光刻技術(shù)以及墨水直寫等方法存在工藝復(fù)雜、缺乏工藝靈活性、制備的微電路電阻率高、粘附性較差、會造成環(huán)境污染等問題［8-12］。近年來制備微電路的主流方法是激光正向選擇性燒蝕金屬薄膜，例如：PAENG D 等［13，14］通過納秒激光正向選擇性去除銅薄膜制備出柔性透明導(dǎo)電電極；LEMKE A 等［15］使用皮秒激光正向選擇性去除銅銦鎵硒（CIGS）薄膜制備太陽能電池功能層；ULMEANU M 等［16］利用飛秒激光對鈷（Co，20 nm）/銅（Cu，6 nm）/鈷（Co，3 nm）三層復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)進行了選擇性去除和圖案化。然而一些研究學(xué)者發(fā)現(xiàn)在激光正向誘導(dǎo)金屬薄膜的過程中不可避免會產(chǎn)生熱影響區(qū)、死區(qū)或者是納米波紋，并且形成的重熔物常隆起在凹槽的邊緣處，這種情況會嚴重降低凹槽的質(zhì)量并且影響到光電特性［7，14，17-22］。……