Лазерная активация и металлизация диэлектриков

Рассмотрена двухэтапная металлизация поверхности диэлектриков. Лазерная абляция поверхности ряда диэлектриков (этап активации) приводит к возникновению на облучаемой поверхности каталитических центров, способных восстанавливать металлы (этап осаждения) из специальных растворов. В процессе автокаталитического осаждения металл распространяется на всю аблированную поверхность. Приведен обзор экспериментальных данных о лазерной активации Al₂O₃, SiC, алмаза, ZrO₂ и других диэлектриков. Активация поверхности наблюдается в широком диапазоне длин волн лазерного излучения и сохраняется в течение длительного времени, позволяя осуществлять осаждение ряда металлов (Cu, Ni, Pt, Pd и др.) с пространственным разрешением порядка нескольких микрометров. Рассмотрена модель процесса, в соответствии с которой лазерная активация обусловлена модификацией запрещенной зоны диэлектрика в результате абляции и появлением ненулевой плотности электронных состояний вблизи потенциала восстановления металла. В свою очередь это может быть связано с формированием в диэлектрике точечных дефектов (например, F-центров в случае Al₂O₃ и ZrO₂) либо с изгибом зон в поле механических напряжений, оставшихся в материале после абляции. Данные по активации диэлектриков путем механической индентации находятся в качественном согласии с предложенной моделью.