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2006 年度 実績報告書

ギガヘルツレーザ超音波顕微鏡の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18656034
研究機関東北大学

研究代表者

巨 陽  東北大学, 大学院工学研究科, 助教授 (60312609)

研究分担者 燈明 泰成  東北大学, 大学院工学研究科, 助手 (50374955)
キーワードフェムト秒レーザ / 光音響効果 / ギガヘルツ超音波 / 開口合成 / 顕微鏡 / シリコン / チップサイズパッケージ / 非破壊検査
研究概要

本研究では、フェムト秒パルスレーザ光とバルクシリコンとの局所的相互作用を解明し、光により音を発生する光音響効果を利用して、独自の発想に基づき、ギガヘルツレーザ超音波顕微鏡という新しい技術を開発する。レーザ光によるシリコン中のピコ秒パルスギガヘルツ超音波の発生および検出技術を世界に先駆けて開発することにより、ピコ秒超音波パルスの超高時間分解能を利用して、開口合成技術により画像の再構成を行い、独創な超高分解能レーザ超音波顕微鏡技術を開発する。さらに、チップサイズパッケージのチップとアンダーフィル間のはく離やチップとバンプ間の微小き裂の検出を実現し、チップサイズパッケージの非破壊技術が未だ確立されていない状況を打破して、次世代の半導体デバイスの新規非破壊検査技術を提供する。本年度は以下の実績を得た。
1.シリコンにおけるギガヘルツレーザ超音波の発生および検出
IC用シリコン基板を用いて、チップサイズの試験片を作製し、ギガヘルツレーザ超音波の発生および検出を行った。レーザ光源は、現有の設備であるフェムト秒パルスレーザを用いた。ポンプ・プローブ法を利用して、ポンプ光によりシリコン試験片にギガヘルツの超音波を励起し、遅延されたプローブ光によりシリコン表面の変位を検出することにより、試験片底面から反射された超音波の計測に成功した。
2.ギガヘルツレーザ超音波の最適化
サニャック干渉計の原理を利用して、共光路干渉検出システムを構築することにより、光路中の不要な振動を消去し、高精度な信号計測を実現した。また、フェムト秒ハーモニックジェネレータを用いて、波長395nmの第二高調波を発生させ、波長790nmの基本波のそれぞれを使用することによって、ポンプ光とプローブ光を完全に分離することを実現した。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2006

すべて 雑誌論文 (5件)

  • [雑誌論文] Video Enhanced Depth-Sensing Indentation Technique for Characterizing Mechanical Behaviors of Biomaterials2006

    • 著者名/発表者名
      B.-F.Ju (Y.Ju, M.Saka)
    • 雑誌名

      Measurement Science and Technology 17・7

      ページ: 1776-1784

  • [雑誌論文] Measurement of Electrical Conductivity of Micron-Scale Metallic Wires2006

    • 著者名/発表者名
      B.-F.Ju (Y.Ju, M.Saka)
    • 雑誌名

      Transactions of Nonferrous Metals Society of China 16・sp.1

      ページ: s759-s762

  • [雑誌論文] Novel AFM Probe for Local Conductivity Measurement2006

    • 著者名/発表者名
      B.-F.Ju (Y.Ju, M.Saka)
    • 雑誌名

      International Journal of Nanoscience 5・4&5

      ページ: 413-418

  • [雑誌論文] Polymer Acoustic Matching Layer for Broadband Ultrasonic Applications2006

    • 著者名/発表者名
      H.Tohmyoh
    • 雑誌名

      Journal of Acoustic Society America 120・1

      ページ: 31-34

  • [雑誌論文] Potential of Acoustic Imaging in the Detection of Nanometer Gaps2006

    • 著者名/発表者名
      H.Tohmyoh (M.Saka, H.Hirayama)
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control 53・12

      ページ: 2481-2483

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公開日: 2008-05-08   更新日: 2016-04-21  

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