1 浙江大学物理学院, 杭州 310027
2 浙江大学杭州国际科创中心, 先进半导体研究院和浙江省宽禁带功率半导体材料与器件重点实验室, 杭州 311200
3 浙江大学材料科学与工程学院, 硅材料国家重点实验室, 杭州 310027
4 浙江机电职业技术学院增材制造学院, 杭州 310053
作为制备半导体晶圆的重要工序, 线锯切片对半导体晶圆的质量具有至关重要的影响。本文以发展最成熟的硅材料为例, 介绍了线锯切片技术的基本理论, 特别介绍了线锯切片技术的力学模型和材料去除机理, 并讨论了线锯制造技术及切片工艺对材料的影响。在此基础上, 综述了线锯切片技术在碳化硅晶圆加工中的应用和技术进展, 并分析了线锯切片技术对碳化硅晶体表面质量和损伤层的影响。最后, 本文指出了线锯切片技术在碳化硅晶圆加工领域面临的挑战与未来的发展方向。
线锯切片 硬脆材料 单晶碳化硅 晶圆加工 砂浆线切割 金刚线切割 wire saw slicing brittle-and-hard material single crystal silicon carbide wafer processing slurry sawing diamond wire sawing
1 浙江大学杭州国际科创中心先进半导体研究院，浙江省宽禁带功率半导体材料与器件重点实验室，杭州 311200
2 浙江大学硅材料国家重点实验室，材料科学与工程学院，杭州 310027
3 杭州乾晶半导体有限公司，杭州 311200
4 浙江机电职业技术学院，杭州 310053
研磨作为4H碳化硅(4H-SiC)晶片加工的重要工序之一，对4H-SiC衬底晶圆的质量具有重要影响。本文研究了金刚石磨料形貌和分散介质对4H-SiC晶片研磨过程中材料去除速率和面型参数的影响，基于研磨过程中金刚石磨料与4H-SiC晶片表面的接触情况，推导出简易的晶片材料去除速率模型。研究结果表明，磨料形貌显著影响4H-SiC晶片的材料去除速率，材料去除速率越高，晶片的总厚度变化(TTV)越小。由于4H-SiC中C面和Si面的各向异性，4H-SiC晶片研磨过程中C面的材料去除速率高于Si面。在分散介质的影响方面：水基体系研磨液的Zeta电位绝对值较高，磨料分散均匀，水的高导热系数有利于控制研磨过程中的盘面温度；乙二醇体系研磨液的Zeta电位绝对值小，磨料易发生团聚，增大研磨过程的磨料切入深度，晶片的材料去除速率提高，晶片最大划痕深度随之增大。
4H碳化硅 研磨 金刚石磨料 分散介质 材料去除速率 面型参数 4H-SiC lapping diamond abrasive dispersion medium material removal rate surface parameter
1 武汉军械士官学校，武汉 430075
2 中国人民解放军68206部队，甘肃临夏 731100
针对光电跟踪仪的检测需求及传统检测方法存在的不足, 提出了一种创新的检测思路, 研制出小型便携的检测设备。阐述了检测设备总体方案设计及技术指标要求。采用基于离轴非球面的二次折叠光路、高精度二维运动靶标机构及双波段可切换光源, 实现了体积小、精度高的动态目标模拟器。采用工控机、步进电机驱动控制器及MPS-010602数据采集卡, 实现了对目标模拟器的轨迹控制和对装备信号的采集与处理。各项指标通过了性能检测, 取得了理想的应用效果。
光电跟踪仪 运动靶标 数据采集 检测设备 photoelectric tracker moving target data acquisition test equipment
采用脉冲激光二极管端面抽运技术开展了被动调Q人眼安全内腔式光参量振荡器的实验研究，研究了在浓度一定的Cr4+∶YAG调Q晶体下，基频光和信号光的输出能量和抽运阈值与输出镜透射率的关系，获得了输出能量8.5 mJ，脉冲宽度2 ns，发散角8 mrad，重复频率20 Hz的人眼安全激光输出，光光转换效率6%。
激光器 光参量振荡器 人眼安全 端面抽运 光学学报
2015, 35(s2): s214011
开展了连续激光二极管抽运声光调Q高重复频率人眼安全内腔式KTP光参量振荡器(KTP-OPO)的实验研究，研究了在相同二极管抽运功率下，基频光和信号光输出功率和脉冲宽度随调制频率的变化关系，获得了平均功率为1.6 W，脉冲宽度为6~10 ns，M2因子为5，重复频率为5~20 kHz的人眼安全激光输出，光光转换效率为5.3%。
激光器 光参量振荡器 人眼安全 高重复频率 光学学报
2015, 35(s2): s214009
武汉军械士官学校,光电技术研究所,湖北,武汉,430075
星载激光测高系统以独特的应用背景而备受关注,其整体性能对关键件激光器的技术参数提出了高需求.分析了500 km轨道高度星栽激光测高模型对激光器的技术指标需求,并在此基础上对LD泵浦全固化激光器进行了优化设计和实验研究,采用了侧向半圆柱面LD阵列与热沉交错分布的泵浦几何,实现了整体上的增益和热传导均匀效果,采用角锥棱镜高斯反射率镜谐振腔选取低横模结构,获得了高机械稳定性,高热稳定性和高光束质量激光输出,设计样机重复频率30 Hz,单脉冲能量66.2 mJ,脉冲宽度6.056 ns,稳定性优于3%,光束发散角0.6 mrad,光轴指向近乎零漂移,满足了星载激光测高应用.
星栽激光测高 半导体泵浦 角锥棱镜腔 高稳定性
1 武汉军械士官学校光电技术研究所,湖北,武汉,430075
2 空军雷达学院兵器运用工程全军重点室验室,湖北,武汉,430019
针对微光电视图像像质缺陷,提出了基于数字图像处理的解决方法.讨论了对微光电视图像进行数字化处理的基本要求,论述了微光电视图像的像质缺陷来源和特点.针对微光电视图像的噪声污染现象,给出了用两种适用实时处理的空间域去除噪声方法.采用直方图均衡化的灰度变换方法来克服微光电视图像显视动态范围偏低的缺点,并通过编程得到了可行有益的微光电视图像的像质改善效果.
微光电视 数字图像处理 噪声滤除 灰度变换
1 武汉军械士官学校光电技术研究所, 武汉 430075
2 武汉军械士官学校光学教研室, 武汉 430075
为了提高传导冷却条件下激光二极管(LD)侧向抽运被动调Q激光器的光束质量和输出稳定性,采用了两组半圆柱面激光二极管阵列侧向交错抽运两根串接的激光棒,实现了均匀抽运和散热。通过实验分析了横模结构对被动调Q稳定性的影响,设计了角锥棱镜高斯输出镜非稳腔,在显著提高器件光束质量的同时,明显改善了被动调Q的稳定性,并保证了谐振腔的机械稳定性。在此基础上研制了一台重复频率20 Hz、单脉冲能量64 mJ、脉冲宽度7 ns、稳定性优于±5％、光束发散角0.6 mrad、光光效率9.1％,且光轴指向稳定的工程实用器件。
激光技术 角锥棱镜 非稳腔
武汉军械士官学校光电技术研究所,湖北,武汉,430075
介绍一种简单实用的激光测距机测距精度的检测方法.在研制的检测仪中,使用CPLD实现精确模拟激光脉冲回波信号,具有精度高、设计灵活、性能可靠等优点,对其实现过程进行了详细描述.
激光测距机 检测仪 模拟 激光回波 CPLD
1 武汉军械士官学校光电研究所,湖北,武汉,430075
2 华中科技大学光电子科学与工程学院,湖北,武汉,430074
期望用类金刚石膜作为硅的红外保护/增透膜,采用波长为800nm,脉宽50fs,重复频率1KHz的Ti:Sapphire飞秒激光器及石墨靶材在单晶Si片上沉积了约0.7μm～1μm厚的类金刚石膜(diamond-like carbon films,DLC),获得了光滑致密,硬度显著提高,红外透过率有一定增加的样品.通过对薄膜拉曼光谱和X射线光电子能谱等的测试,发现单脉冲能量在0.4mJ～1.6mJ范围内变动时,单脉冲能量0.8mJ获得的类金刚石膜综合性能最佳,其对应的焦斑功率密度计算值为1.4×1014W/cm2.
类金刚石膜(DLC) 飞秒激光 脉冲激光沉积 保护膜
