ガスレーザークリーニングによる高価基板のリサイクル

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本研究の目的は, 我々研究室において大量消費している高価なAl_2O_3(サファイア)基板の再利用である. 研究背景として我々は, GaN(窒化ガリウム)に代わる有望な化合物半導体材料である安価で安全なZnO(酸化亜鉛)を主材料としたナノ構造体による白色LEDの研究開発を行っており, そのZnOナノ構造体は主にAl_2O_3基板上に作製している. 用いている単結晶Al_2O_3基板は, 近年量産化技術の確立により価格が下がってきているが, 機械的強度があるため加工費がかかり, 現在も1枚当たり数千円での納入となっている. しかし, 良質なZnOナノ構造体を得るためには、数多くの条件での試作を必要とし, それに伴い大量のAl_2O_3基板を消費している現状がある. また近年の研究費削減による購入枚数の制限や資源の有効利用という観点からも再利用は非常に有意義であり, 不可欠であると考えている. 今回の試みにより年間数十万円程度の経費削減につながり, また, この技術を用いた他材料への応用や他技術へ応用についても発展していくと考えており, 日々研究を遂行している.本年度は, 用いたレーザー照射強度のバラつき(ガウシアンビームによる)や, レーザースキャン時におけるビーム重なりによる基板表面のダメージによりナノ構造体の成長スピード等に違いが出ることを確認した. そこで, これらの結果を踏まえ, フラットトップビームのガスレーザーであるKrFエキシマレーザー(COHERENT社製 COMPexPro102F)を用い, 1パルスによりクリーニングを確認した. 現在, その最適照射条件について探っている.