Study of Through Glass Via (TGV) Using Bessel Beam, Ultrashort Two-Pulses of Laser and Selective Chemical Etching

利用贝塞尔光束、超短双脉冲激光和选择性化学蚀刻研究玻璃通孔（TGV）

引用

Kim, J.; Kim, S.; Kim, B.; Choi, J.; Ahn, S. 利用贝塞尔光束、超短双脉冲激光和选择性化学蚀刻技术研究玻璃通孔 (TGV)。Micromachines 2023, 14, 1766. https://doi.org/10.3390/mi14091766

关键词

  • 玻璃通孔 (TGV)
  • 选择性激光蚀刻 (SLE)
  • 贝塞尔光束
  • 超短脉冲激光
  • 双脉冲
  • 213 ps 间隔
  • 纳米光栅
  • 硼硅酸盐玻璃
  • 化学蚀刻
  • KOH 溶液

简介

本研究采用选择性激光蚀刻技术，结合贝塞尔光束和 213 ps 间隔的双脉冲，以提高硼硅酸盐玻璃中玻璃通孔 (TGV) 的生成速率。该技术首先使用超短脉冲激光对玻璃进行局部改性，然后对改性区域进行化学蚀刻。研究发现，使用间隔为 213 ps 的双脉冲增强电子动能，比使用间隔为 10 ns 的双脉冲进行热增强更有利于产生 TGV 孔。

摘要

本文研究了一种快速生成玻璃通孔 (TGV) 的技术，该技术用于创建用于 3D 集成电路 (3D IC) 的玻璃中介层。

研究人员使用了一种称为选择性激光蚀刻 (SLE) 的方法，该方法包含两个步骤：

  • 使用超短脉冲激光对玻璃进行局部改性：此过程会改变改性区域的物理和化学性质，使其更易于蚀刻。
  • 对改性区域进行选择性化学蚀刻：用氢氧化钾 (KOH) 溶液蚀刻改性玻璃，形成 TGV 孔。

作者尝试了不同的激光脉冲参数来提高蚀刻速度，重点关注以下方面：

  • 脉冲持续时间：较长的脉冲持续时间（最长可达 1 皮秒）可产生更深的 TGV 孔，因为更多的光子可以深入玻璃内部。
  • 脉冲间隔：与单脉冲或间隔 10 纳秒或 500 毫秒的脉冲相比，间隔 213 皮秒的两次脉冲可产生最深的 TGV 孔。这是因为较短的间隔增强了电子的动能，从而改善了材料的蚀刻响应。

研究人员得出结论：

  • 以 213 皮秒的间隔发射两次激光脉冲是一种很有前景的提高 TGV 孔生成速度的技术。
  • 在激光改性过程中，增强玻璃中电子的动能比增加热量更有利于加快蚀刻速度。

此信息仅基于所提供的来源。

来源：https://www.semanticscholar.org/reader/8c871f0facfada6896df22a870af22d3a9bfa884

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