HF/HNO3和氢氧化钾溶液中深湿蚀刻对硅表面质量的影响( 二 )


图11显示划痕的LIDT也在20 J/cm2左右 。 激光损伤测试也在没有用相同化学溶液和条件蚀刻的缺陷的表面上进行 。 这些测试显示 , 在深度蚀刻之后 , 表面的抗激光损伤性既没有改善也没有恶化 。 此外 , 表面LIDT约为20 J/cm2 。 我们的结论是 , 深蚀刻对没有缺陷的表面的LIDT没有影响 , 但它是钝化划痕的有效技术 。

深度蚀刻显著提高了激光诱导的划痕损伤阈值 。 它们的LIDT受到基质的LIDT的限制 , 这种影响是通过两种化学溶液获得的 。 这种由于蚀刻引起的划痕LIDT的大幅度改善也在以前用BOE溶液进行的研究中观察到 。 方法证明蚀刻越深 , 划痕的LIDT越高 。 在紫外光和纳秒脉冲激光下 , 由于使用类似的湿法蚀刻溶液进行了20 m深的蚀刻 , 划痕的从5 J/cm2增加到12 J/cm2 。 划痕是用球形压头在熔融石英表面滑动产生的 。 这些研究表明蚀刻对几种划痕形态有有益的影响 。 在我们的案例中 , 也观察到划痕的LIDT改善 。 此外 , 我们证明了用氢氧化钾溶液进行蚀刻在抗激光损伤划痕方面也有类似的好处 。 先前的一项研究显示 , 抛光引起的污染被检测到 , 直到1米深的划痕 , 因此深度蚀刻完全去除了划痕中的污染 。
总结
我们测试了氢氧化钾溶液作为氟化氢溶液的替代品 , 用于熔融石英光学器件的深度蚀刻操作 。 对于熔融石英光学器件的抗激光损伤性 , 尤其是抗紫外线光学器件的薄弱环节划痕 , 氢氧化钾溶液的效果与氢氟酸溶液一样好 。 但是 , 在我们比较的实验条件下 , 两种溶液之间存在显著差异:表面质量 , 就粗糙度和外观而言 , 没有被KOH溶液劣化 , 相反 , 被HF溶液劣化 。 表面自由能结果和XPS测量使我们相信这种表面形态差异可能是由于表面反应性 , 但需要补充分析来更精确地理解化学反应 。 最后 , 考虑到与使用HF基溶液相比 , 使用OH基溶液可以获得更高的安全条件 , 我们认为OH深度湿法蚀刻是制造高功率激光设备的熔融石英紫外光学器件的一种有前途的技术 。

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