皮秒激光器開創(chuàng)微加工新天地
尖端電子設備要求更小的體積、更輕的重量、更低的材料成本，對精密微加工的需求快速增長。例如體積更小、更強大、更明亮的智能手機制造；降低成本和提高太陽能電池的效率和加工生物可吸收的醫(yī)療支架。高新技術產(chǎn)業(yè)永不休止的創(chuàng)新步伐產(chǎn)生了超快（皮秒）工業(yè)激光器，它是精度要求極高的應用中的重要工具。正是由于這種激光器獨特特性（兆瓦的峰值功率），使得用于一些新型設備的敏感材料和薄膜的精切加工成型以及寬帶隙''麻煩''材料如玻璃的微加工成為可能。還有一些案例中，皮秒激光器用一步到位、直寫的激光制程代替多步光刻法。在其他應用中，皮秒激光器取代了傳統(tǒng)的切割/鉆孔工藝，并且毋需使用化學品。
OLED
有機、柔韌的電子器件具有許多固有特性，包括重量輕，尺寸薄和透明性。尤其是，易彎曲有機電致發(fā)光二極管（OLEDs）在顯示器方面具有巨大應用潛力，因為這些二極管比其他使用背光源的顯示屏消耗功率更少，并可以在卷帶式生產(chǎn)線上生產(chǎn)[1，2，4]。生產(chǎn)OLED的一個關鍵步驟是刻劃發(fā)光（LEP）層。皮秒激光器可以輕易地實現(xiàn)無碎片結構化和深度選擇性控制，因為材料在響應聲/熱應力前就已經(jīng)被去除，主要的靶材在熱量在從目標區(qū)向周圍材料傳導前已被汽化[3]。優(yōu)越的激光脈沖對脈沖穩(wěn)定性（<2％），如Coherent Talisker，特別有利于精確控制脈沖能量，保證劃痕一致；表面沒有需要清除的熔化物或碎片。200 kHz的高激光重復頻率能達到6米/秒的快速劃刻速度，500kHz重復頻率的最新紫外Talisker 500激光器能增加到15米/秒的劃刻速度，如圖1所示。
硅太陽能電池
太陽能電池制造商正在通過兩種方式使成本與供電功率平衡：（i）減少電池成本及
（ii）提高電池的光轉換效率。目前大多數(shù)太陽能電池都是基于硅晶片，增加這些結晶硅（c-Si）太陽能電池效率的方法之一是使用背面鈍化層來減少復合損失。為保證電池的電接觸，孔必須鉆穿鈍化層（通常是由二氧化硅/氮化硅組成）。這必須在對底層結晶硅損傷最小的情況下完成，以維持電池性能并為電流收集保證良好的歐姆接觸。皮秒激光器提供了一種成本更低、直寫的光刻方法來替代這個任務，并且毋需使用大量化學品。具體而言，研究發(fā)現(xiàn)355nm的皮秒脈沖在選擇性地去除介電層時對底層硅很少或沒有損傷，在選擇性發(fā)射極的基礎上形成高效太陽能電池[5]。
例如，圖2顯示了使用355nm皮秒脈沖選擇性地除去100 nm的二氧化硅鈍化層后暴露的硅表面。重要的是，硅中沒有融化物，與納秒激光器處理后的情形一樣，從而消除了激光加工后化學蝕刻處理的要求。此外，沒有表面損傷。燒蝕的介電層中心有一些小顆粒殘留，但他們可以被空氣壓力輕易除去。
摘自ofweek激光網(wǎng)
