提高激光剥离技术效率的研究

提高激光剥离技术效率的研究

作者:师大云端图书馆 时间:2018-11-17 分类:硕士论文 喜欢:2772
师大云端图书馆

【摘要】本论文主要通过研究激光作用下GaN的温度场分布情况来研究如何提高激光剥离效率。结合一维热传导模型和GaN受热分解过程在理论上分析了激光剥离时GaN的温度场分布情况以及影响激光剥离效率的参数,并利用COMSOL软件建立二维模型分析了激光作用下GaN的温度场分布,以此为指导设计实验,细致地研究了不同条件下的激光剥离情况。所获得的的主要成果如下:(1)通过分析一维热传导模型和GaN分解的热力学过程,发现在激光剥离过程中,衬底温度、激光能量密度、脉冲宽度和脉冲频率对GaN内温度场分布有着重要的影响,而环境气压则通过影响GaN分解温度而影响剥离情况。通过GaN的分解温度定义了剥离GaN的阈值能量密度,得知了对GaN进行预加热和降低环境压强均可以降低阈值能量密度,提高激光剥离的速率,并获知常压常温下、常压高温下和低压常温下激光剥离GaN的阈值能量密度,分别是340mJ/cm2、322mJ/cm2和237mJ/cm2。(2)利用COMSOL模拟软件建立二维模型,分别分析了均匀热源和高斯热源作用下GaN内的温度场分布情况,发现在热源边沿区域沿宽度方向存在温度骤降现象,并且通过对比发现高斯热源下温度下降得更为平缓。温度分布梯度过大会带来很大的热应变,从而使GaN发生碎裂,这可为实验中观察到的GaN易碎现象提供参考。(3)设计实验得知将GaN样品预加热到70℃再进行激光剥离,激光剥离的阈值能量密度下降了25mJ/cm2,从实验上证明了加热衬底能够有效降低激光剥离的阈值能量密度,提高剥离速率和剥离质量。而在研究环境压强对GaN激光剥离效果的影响时,为了确保N2能够及时有效地逸出,提出从GaN一面进行激光辐照的实验方案,一方面以GaN分解情况类比样品剥离情况,获得了低压下GaN分解的阈值能量密度降低了27mJ/cm2的结论;同时设计多脉冲激光作用以研究低压和常压下GaN的分解深度实验,得知相比常压环境,低压下GaN分解深度在脉冲次数为10次、20次、30次时分别增加了10.2%、19.0%、24.3%,实验结合理论计算,均证明了降低环境压强能提高激光剥离的效率。
【作者】林飞;
【导师】刘宝林;
【作者基本信息】厦门大学,微电子学与固体电子学,2014,硕士
【关键词】GaN;温度场分布;激光剥离效率;

【参考文献】
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