超短パルスレーザによる半導体材料とガラスの直接接合技術

• 研究課題/領域番号: 24760107
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生産工学・加工学
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 岡本 康寛 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (40304331)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 超短パルスレーザ / シリコン / ガラス / 微細溶接 / 機械強度 / 接合 / せん断強度 / 半導体材料

研究成果の概要

ピコ秒パルスレーザによるガラスとシリコンの空間自由度の高い接合法を検討した．ガラス側からガラスとシリコンの境界面へレーザ光を照射すると，レーザ光は主にシリコンに吸収されるが，その一部はガラス側で吸収されることも示唆された．そして温度上昇で生じた圧力により，ガラスとシリコンがその境界面で流動することで強固な接合継手を形成でき，適切な時間間隔で適切なパルス数を照射することで，高いせん断強度が得られた．

研究成果

• [雑誌論文] High Speed, High Strength Microwelding of Si/Glass using ps-Laser Pulses, (2015)
  • 著者名/発表者名: Isamu Miyamoto, Yasuhiro Okamoto, Assi Hansen, Joma Vihinen, Tiina Amberla and Jarno Kangastupa
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 23(3) 号: 3 ページ: 3427-3427
  • DOI: 10.1364/oe.23.003427
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Novel Micro-welding of Silicon and Glass by Ultrashort Pulsed Laser (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Okamoto, Isamu Miyamoto, Jorma Vihinen, Akira Okada
  • 雑誌名: Materials Science Forum 巻: 783-786 ページ: 2792-2797
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evaluation of Molten Zone in Micro-welding of Glass by Picosecond Pulsed Laser (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Okamoto, Isamu Miyamoto, Kristian Cvecek, Akira Okada, Kenta Takahashi and Michael Schmidt
  • 雑誌名: Journal of Laser Micro/Nanoengineering 巻: Vol.8, No.1 号: 1 ページ: 65-69
  • DOI: 10.2961/jlmn.2013.01.0013
  • 査読あり
• [学会発表] Effect of Wavelength and Pulse Duration in Laser Micro-welding of Glass and Monocrystalline Silicon (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Okamoto, Imaduddin Helmin bin Wan Nordin, Isamu Miyamoto and Akira Okada
  • 学会等名: 15th International Symposium on Laser Precision Microfabrication
  • 発表場所: Vilnius, Lithuania
  • 年月日: 2014-06-18
• [学会発表] Investigation of Micro-welding Characteristics of Si and Glass by Picosecond Pulsed Laser, (2014)
  • 著者名/発表者名: Imaduddin Helmin bin Wan Nordin, Yasuhiro Okamoto, Isamu Miyamoto, Akira Okada
  • 学会等名: First Smart Laser Processing Conference 2014
  • 発表場所: Yokohama, Japan.
  • 年月日: 2014-04-23
• [学会発表] Novel Micro-welding of Silicon and Glass by Ultrashort Pulsed Laser (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Okamoto, Isamu Miyamoto, Jorma Vihinen and Akira Okada
  • 学会等名: 8th International Conference on Processing and Manufacturing of Advanced Materials
  • 発表場所: Las Vegas
  • 招待講演
• [学会発表] ピコ秒レーザーによるシリコンとガラスの微細溶接法の試み (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡本康寛，岡田 晃，宮本 勇
  • 学会等名: レーザー学会第454回研究会
  • 発表場所: 岡山国際交流センター
• [学会発表] Novel Fusion Welding Technology of Si/Glass Using Ultrashort Laser
  • 著者名/発表者名: Isamu Miyamoto, Yashuhiro Okamoto, Jarno Kangastupa, Tiina Amberla, Assi Hansen and Jorma Vihinen
  • 学会等名: 31st International Congress on Applications of Lasers & Electro-Optics 2012
  • 発表場所: Anaheim, USA
• [学会発表] Local Laser Joining of Glass and Silicon
  • 著者名/発表者名: Assi Hansen, Jorma Vihinen, Yasuhiro Okamoto, Isamu Miyamoto and Tiina Amberla
  • 学会等名: 31st International Congress on Applications of Lasers & Electro-Optics 2012
  • 発表場所: Anaheim, USA