長脈沖激光與半導(dǎo)體材料的熱作用的數(shù)值分析.pdf

1、本文就長脈沖激光對半導(dǎo)體材料熱損傷過程進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算研究，得到了半導(dǎo)體材料熔融后的瞬態(tài)溫度場和融化閾值等結(jié)果。 根據(jù)實(shí)際計(jì)算對象的特點(diǎn)，研究了網(wǎng)格大小和時間步長參數(shù)與有限元求解的穩(wěn)定性關(guān)系，建立了優(yōu)化的軸對稱有限元模型。 根據(jù)經(jīng)典熱傳導(dǎo)的基本原理，在假設(shè)半導(dǎo)體材料為各向同性且熱學(xué)參數(shù)在熔融前后均為常數(shù)的基礎(chǔ)上，數(shù)值計(jì)算了長脈沖激光輻照下硅和鍺的瞬態(tài)溫度場，得到硅和鍺材料的熔融閾值。進(jìn)而在入射激光光斑半徑遠(yuǎn)大于材料熱擴(kuò)散長

2、度的條件下，得到的長脈沖激光輻照下硅和鍺的瞬態(tài)溫度場。 利用熱焓法處理固-液相變過程，模擬了脈寬為1 ms的長脈沖激光與半導(dǎo)體材料Si和Ge的熱作用過程，到了不同能量激光輻照不同的靶材模型下，靶材前表面中心點(diǎn)溫度歷史和沿激光入射方向靶材的溫度場分布情況，以及不同能量激光輻照下的靶材前、后表面的溫度分布情況。 本文還對硅和鍺的前后表面溫度分布情況、沿激光入射方向溫度分布情況，以及靶材中心溫度歷史和閾值進(jìn)行了對比，分析了硅和