[发明专利]一种用于碳化硅快速深刻蚀的飞秒激光加工装置及方法

摘要

本发明公开了一种用于碳化硅快速深刻蚀的飞秒激光加工装置及方法，飞秒激光加工装置主要包括激光源模块、激光运动模块、整形聚焦模块、辅助气体模块和激光刻蚀模块，本发明通过校准焦平面、制备保护层、刻蚀路径规划、依照参数组逐层扫描刻蚀、清除微碎屑，实现了对碳化硅进行深刻蚀。本发明利用飞秒激光对碳化硅加工中，通过控制影响刻蚀质量的因素，即激光能量密度、光斑重叠率、线重叠率，并按照规划的刻蚀路径以逐层扫描、连续进给的加工方式，实现了对碳化硅进行快速、高质量的深刻蚀。

主权项

1.一种用于碳化硅快速深刻蚀的飞秒激光加工方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将飞秒激光的焦平面校准至碳化硅基片待刻蚀区域所在的表面；2)在碳化硅基片待刻蚀区域所在的表面制备光刻胶保护层；3)根据所述待刻蚀区域的形状，对飞秒激光在该区域内的刻蚀路径进行规划，并根据逐层刻蚀中对飞秒激光的刻蚀速率及碳化硅刻蚀质量的要求，确定飞秒激光在不同刻蚀深度的能量密度、光斑重叠率和线重叠率；4)根据所述能量密度、光斑重叠率和线重叠率，设置对应的飞秒激光的工艺参数组，然后使飞秒激光按照规划的刻蚀路径及预设刻蚀深度对处于连续进给运动中的碳化硅基片的待刻蚀区域进行由表及里的逐层连续扫描刻蚀，连续扫描刻蚀中根据所述进给运动的步长数确定刻蚀层数，并依据刻蚀层数累计结果对应的刻蚀深度切换工艺参数组，同时，在刻蚀过程中加吹辅助气体；5)将完成刻蚀后的碳化硅基片进行清洗，得到刻蚀结构。