2018 Fiscal Year Annual Research Report
Laser processing for transparent substrate using double pulse femto second laser beam with photo excitation
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17K18831
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
林 照剛 九州大学, 工学研究院, 准教授 (00334011)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒河 周平 九州大学, 工学研究院, 教授 (90243899)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | フェムト秒レーザー / ダブルパルスビーム / 透明材料 / 光励起 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，省エネルギー化のキーデバイスとなるパワー半導体デバイス製造技術における技術革新を目指し，透明基板材料を，低光子エネルギービームでレーザー加工する技術開発に挑戦した．提案の手法では，高い電界強度を持つ超短パルスレーザー(光トリガービーム)を照射し，透明基板材料表面，また内部を選択的に光励起し，被加工材料の光吸収率を変化させ，光励起効果が持続する期間中にレーザーを再照射し，加工をすることで，レーザー加工効率を向上させる技術を確立した．研究期間中の研究成果として，従来，可視光～近赤外光でのレーザー加工が困難とされていた透明基板材料（バンドギャップ値7eV以上）に対して，その表面に光吸収層としてカーボン層をコーティングし，低照度の近赤外光（波長800nm）のフェムト秒レーザー光を照射することで，合成石英基板の加工閾値を3600mJ/cm2から1290mJ/cm2まで低減させる効果を確認した．また，研究代表者らが提案するダブルパルスビームを用いた光励起加工法を用いて，カーボンコーティングした合成石英基板を加工する場合，加工に必要なビームのピークパワーは，非コーティング材料のシングルパルスビーム加工で必要な3600mJ/cm2に対し，ダブルパルスビームの各パルスのピークパワーは750mJ/cm2まで低減できることがわかった（ダブルパルスビームの合計では1500mJ/cm2の照度のビームが照射されている．）．
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