4.4.2结论

  这一章节就讲完了，主要讲的是关于激光频率微调的机理研究,由物质对激光的反射和吸收再到后面的激光损伤测量,现在就来都这个章节做下总结情况。

  在激光参数合适的情况下,即使直接刻蚀石英晶振晶片本身,也不会对晶片产生损伤,石英晶片表面平整,形貌良好。

  2.在上述情况下,即不会对晶片本身产生损伤的激光参数下加工晶片,用不同的工艺可以得到不同的频率微调量。

  3.在上述情况下,用激光扫描的方式扫描表面银电极层,使其部分剥落, 在大气环境下,可以达到50ppm左右的频率微调量。

  4.在上述情况下,用激光刻蚀图形的方式刻蚀银电极层外层圆环,使其全部剥落,在大气环境下,可以达到100pmn左右的频率微调量。

  5.在上述情况下,用激光刻蚀图形的方式刻蚀银电极层半边圆,使其全部剥落,在大气环境下,可以达到2300ppm左右的频率微调量。

  6.在以较大激光参数对贴片晶振晶片进行加工时,会使其表面银层全部剥落,并损伤到晶片本身,损伤延伸至2000m深度,被剥落处银电极层与晶体混在一起, 界线模糊。

  7.在大气环境下对石英晶振表面银电极层进行加工,部分银电极层在被激光熔融气化掉后,经大气分子散射作用,重新堆积回银电极层表面,覆盖在银电极层表面,使其表面凹凸不平。

4.5本章小结

  本章从理论角度研究了激光频率微调的机理,包括微调机理和损伤机理。

  激光频率微调即把能量传递给被调节物质,即石英晶体振荡器晶片的表面银电极膜,使其表面气化。在这个过程中,部分的激光能量会被电极层反射,部分被吸收,部分被散射。从微观来看,激光对物质的作用是高频电磁波对物质中自由电子或束缚电子的作用,物质对激光的吸收与物质结构和电子能带结构有关。

  金属中存在大量的自由电子,在激光作用下这些自由电子受到光频电磁波的强迫振动而产生次波,这些次波形成了强烈的反射波和较弱的透射波,透射部分将被电子通过轫致辐射过程而吸收,继而转化为电子的平均动能,再通过电子与有源晶振晶格之间的驰豫过程转变为热能。在分析激光对于物质的作用时,可以遵照解析模型来分析。

  通过对用不同技术沉积的硅薄膜激光损伤的研究,发现了对于所有沉积技术都存在一个早期的损伤情态。这种形态与人为缺陷得到的形态的相似性,从而证明了纳米级激光的损伤是由于纳米级吸收性缺陷引起的理论。

  我们进一步通过实验测量了激光损伤。通过用不同工艺刻蚀的石英晶振片进行SEM分析,发现在激光参数合适的情况下,即使直接刻蚀晶片本身,也不会对晶片产生损伤,石英晶片表面平整,形貌良好。在此种情况下,可以达到几pm到几千ppm。可见其适用范围广泛,损害小,是一种优良的新型技术。

  下一章我们研究论文的第三部分—激光刻蚀工艺的研究。