理论和试验研究表明,短脉冲有限幅值超声波在液体中传播时,由于传播的非线性影响,与材料表面相互作用时会产生冲击波或应力波,一般称为激波,又称震波,激波在液体介质中具有瞬时高能、高压的特点。本文提出基于脉冲超声波聚焦的反应激波刻蚀加工方法,采用大功率压电陶瓷激波发生器,在液体介质中产生聚焦脉冲超声波(本试验选用频率为1MHz),由于传输过程中形成的非线性效应,形成高能、瞬时压力激波,结合化学腐蚀方法,利用物理和声化学作用,使位于聚焦区域的材料迅速蚀除。本文主要研究内容如下:1、结合单晶硅结构特性,进行单晶硅反应激波刻蚀加工机理研究。探讨激波作用下声化学作用,分析液体压力激波加工的动力学机制。2、依据反应激波刻蚀加工机理构建试验样机。分析激波电源各项性能指标并对其输出功率进行测量。确定激波聚焦焦点位置并进行试验测定,对透镜式单元激波发生器聚焦区域大小进行确定,分析激波工作频率对焦域形态和激波最大压力的影响。3、针对反应激波刻蚀加工的特点,综合考虑选取腐蚀液和掩蔽层。对比激波,超声波和磁力搅拌三种不同方式,试验结果表明激波能有效提高单晶硅刻蚀速率和降低表面粗糙度,在此基础上,进一步分析研究腐蚀剂浓度、反应温度以及激波功率等不同工艺参数对反应激波刻蚀速率的影响,并对单晶硅反应激波刻蚀基本规律进行了探讨,为后续研究提拱了理论和试验基础。