ギガヘルツレーザ超音波顕微鏡の開発

吉赫兹激光超声显微镜的研制

• 批准号: 18656034
• 负责人: 巨 陽
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Nagoya University (2007)Tohoku University (2006)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18656034/
• 关键词: 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; 非破壞検査; 非破壊検査

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、画像を再構成することにより、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.ギガヘルツレーザ超音波顕微鏡の構築レーザによる励起された超音波が材料内部に伝播する時、超音波が広がり、空間分解能が低いという問題を解決するため、フェムト秒パルスレーザ光による励起された超音波のパルスがピコ秒オーダである特徴を利用して、時間領域でのフェムト秒高分解能計測により、高い距離分解能を有する超音波計測システムを構築した。また、厚さの異なるシリコン試験片を用いて、シリコン内部の超音波の伝播、発散の状況を調査し、超音波の伝播モデルと比較し、理論と実験の間の差異を把握して、最適の校正方法を確立した。2.チップサイズパッケージの非破壊検査構成されたギガヘルツレーザ超音波顕微鏡を用いて、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の非破壊検出を実施した。シリコン基板と透明グラスの間にはく離を導入した標準試験片を用いて、超音波顕微鏡によるシリコン基板下の微小はく離の非破壊検出を実現した。

This study で は, フ ェ ム ト seconds パ ル ス レ ー ザ light と バ ル ク シ リ コ ン と の bureau interaction を interpret し, light に よ り sound を 発 raw す る light sound working fruit を using し て, alone の 発 think に base づ き, ギ ガ ヘ ル ツ レ ー ザ ultrasound 顕 micromirror と い う new し い technology を open 発 す る. レ ー ザ light に よ る シ リ コ ン in の ピ コ seconds パ ル ス ギ ガ ヘ ル ツ ultrasound の 発 raw お よ び 検 technology を world に 駆 first け て open 発 す る こ と に よ り, ピ コ seconds ultrasound パ ル ス の ultra-high time can decompose を use し て, portrait again を す る こ と に よ り, original な ultra-high decomposition can レ ー ザ ultrasound 顕 micro mirror technology を open 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 between の は く from や チ ッ プ と バ ン プ の between tiny crack き の 検 out を be し, チ ッ プ サ イ ズ パ ッ ケ ー ジ の not broken 壊 technology が not だ さ れ て い な い condition を break し て, next generation の semiconductor デ バ イ ス の new rules in 壊 検 check technical を す る. For the current year, the following を actual performance を obtained た. 1. ギ ガ ヘ ル ツ レ ー ザ ultrasound 顕 micromirror の build レ ー ザ に よ る wound up さ れ た ultrasound が material internal に 伝 sowing す る when, ultrasound が hiroo が り, low space decomposition can が い と い う を solve す る た め, フ ェ ム ト seconds パ ル ス レ ー ザ light に よ る wound up さ れ た ultrasound の パ ル ス が ピ コ seconds オ ー ダ で あ る, 徴 を using し て and when Inter-domain で フェムト フェムト second high decomposition energy meter によ, high <s:1> distance decomposition energy を with する ultrasonic meter システムを construction た. ま た, thick さ の different な る シ リ コ ン test piece を with い て, シ リ コ ン internal の ultrasound の 伝 sowing, 発 の し を investigation, ultrasound の 伝 sowing モ デ ル と と し, theory be 験 の を の differences between master し て, correction method for the optimal の を establish し た. 2. チ ッ プ サ イ ズ パ ッ ケ ー ジ の not broken 壊 検 check form さ れ た ギ ガ ヘ ル ツ レ ー ザ ultrasound 顕 micromirror を with い て, チ ッ プ サ イ ズ パ ッ ケ ー ジ の チ ッ プ と ア ン ダ ー フ ィ ル between の は く from の not broken 壊 検 out を be applied し た. シ リ コ ン transparent substrate と グ ラ ス の between に は く from を import し た standard test piece を with い て, ultrasound 顕 micro mirror に よ る シ リ コ ン substrate under tiny は の く from の not broken 壊 検 out を be presently し た.

项目成果

Measurement of Electrical Conductivity of Micron-Scale Metallic Wires

微米级金属线电导率的测量

• 发表时间: 2006
• 期刊: Transactions of Nonferrous Metals Society of China 16
• 作者: Y.Ju (T.Kobayashi;H.Soyama);B. -F. Ju (Y. Ju and M. Saka);B. -F. Ju (Y. Ju and M. Saka)
• 通讯作者: B. -F. Ju (Y. Ju and M. Saka)

Novel AFM Probe for Local Conductivity Measurement

用于局部电导率测量的新型 AFM 探针

• 发表时间: 2006
• 期刊: International Journal of Nanoscience 5
• 作者: Y.Ju (T.Kobayashi;H.Soyama);B. -F. Ju (Y. Ju and M. Saka)
• 通讯作者: B. -F. Ju (Y. Ju and M. Saka)

Polymer acoustic matching layer for broadband ultrasonic applications

• DOI: 10.1121/1.2205127
• 发表时间: 2006-06
• 期刊: Journal of the Acoustical Society of America
• 影响因子: 2.4
• 作者: H. Tohmyoh

Potential of Acoustic Imaging in the Detection of Nanometer Gaps

声学成像在纳米间隙检测中的潜力

• 发表时间: 2006
• 期刊: IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control 53・12
• 作者: H.Tohmyoh (M.Saka;H.Hirayama)
• 通讯作者: H.Hirayama)

Welding of Pt nanowires by Joule heating

• DOI: 10.1016/j.scriptamat.2007.07.018
• 发表时间: 2007-11-01
• 期刊: SCRIPTA MATERIALIA
• 影响因子: 6
• 作者: Tohmyoh, Hironori;Imaizumi, Takuya;Saka, Masumi
• 通讯作者: Saka, Masumi