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短・超短パルスレーザ時空間ビームシェイピング技術開発と微細加工への応用

短/超短脉冲激光时空光束整形技术发展及其在微加工中的应用

基本信息

批准号：
15J10556
负责人：
KIM BYUNGGI
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ナノ秒パルスレーザビームの時間強度分布シェイパの開発とレーザ微細加工への応用を睨んで，2016年度には(1)透明導電薄膜のベッセルビームスクライビングプロセスと(2)4H-SiCのTSVのためのレーザドリリング加工の特性解明に取り組んだ．(1)について：透明導電薄膜のナノ秒パルスレーザスクライビングにベッセルビームを用いることでアブレーション中のプラズマ遮蔽の影響を最小化し，単パルス照射による薄膜の除去が可能であることを実験および数値モデリングにより解明した．レーザビームの伝搬とレーザ加熱による材料の温度上昇をカップリングした数値モデルを開発した．この数値モデルを用いてベッセルビームがプラズマプルーム後方で回折して薄膜厚方向でも顕著な加熱が行われることを明らかにした．数値解析結果は実験結果ともよい一致を示していた．この研究により今まで貫通穴加工に限られていたベッセルビームの応用分野を透明薄膜の除去加工まで拡張できたと考えられる．(2)について：化学・機械的に耐久性の優れた4H-SiCは従来のエッチングが困難であり，エッチングレートも非常に遅いことが現状である．一方，基板の貫通加工は電子デバイスの形状と機能の高度化のために不可欠なプロセスである．ここで，本研究では高速な加工が可能なナノ秒パルスレーザを4H-SiCの穴あけ加工に用いるための基礎的な検討を行った．ビームプロファイル(ガウシアン，ベッセル)，波長(1064 nm, 532 nm)および加工環境(空中，水中)を変化させながら穴あけ加工の特性を調べた．穴あけ加工結果についてラマン分光等を用いて検討した結果，表面の炭化とSi再凝固層形成が加工の分解能と穴の深さに大きな影響を及ぼすことが分かった．本研究で得られた知見は高バンドギャップ半導体材料のレーザ穴あけ加工手法の提案に用いられると考えられる．

Time intensity distribution of transparent conductive films, development of transparent conductive films, and application of micromachining technology. In 2016,(1) transparent conductive films, development of transparent conductive films, and application of transparent conductive films.(2) 4H-SiC TSV, development of transparent conductive films. (1)In this paper, we try to minimize the influence of transparent conductive thin film on the shielding effect of transparent conductive thin film. The temperature rise of the material due to heat transfer and heat transfer can be adjusted to a higher temperature. The number of times the film is heated, and the film is heated. The result of numerical analysis is consistent with the result. This research is aimed at the study of the through-hole processing, the use of field separation, the removal of transparent film processing, and the development of new technology. (2)4H-SiC is difficult to resist chemical and mechanical durability, and it is very difficult to resist chemical and mechanical durability. On the one hand, the through-processing of the substrate is to improve the shape and function of the electronic device. In this paper, the possibility of high speed machining is discussed. The wavelength (1064 nm, 532 nm) and the processing environment (air, water) can be changed to adjust the processing characteristics. As a result of processing, the surface charring and Si resolidification layer are formed. As a result, the decomposition energy of the processing and the depth of the processing are greatly affected. This study has obtained the knowledge of the high quality semiconductor materials and the proposal of the processing methods.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Influence of natural convection on beam propagation in fluidic optical device

流体光学器件中自然对流对光束传播的影响

DOI：
10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.06.085
发表时间：
2015
期刊：
International Journal of Heat and Mass Transfer
影响因子：
5.2
作者：
Byunggi Kim;Hong Duc Doan;and Kazuyoshi Fushinobu
通讯作者：
and Kazuyoshi Fushinobu

Nanosecond pulse laser scribing using Bessel beam for single shot removal of transparent conductive oxide thin film

DOI：
10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.11.088
发表时间：
2017-04-01
期刊：
INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER
影响因子：
5.2
作者：
Kim, Byunggi;Iida, Ryoichi;Fushinobu, Kazuyoshi
通讯作者：
Fushinobu, Kazuyoshi

Nanosecond pulse laser scribing of transparent conductive oxide thin film using Bessel beam

使用贝塞尔光束对透明导电氧化物薄膜进行纳秒脉冲激光划片

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Byunggi Kim;Ryoichi Iida;Hong Duc Doan;and K. Fushinobu
通讯作者：
and K. Fushinobu

ベッセルビームを用いたフッ素ドープ酸化スズ薄膜のナノ秒パルスレーザスクライビング

使用贝塞尔光束对掺氟氧化锡薄膜进行纳秒脉冲激光划片

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yutaka Tabuchi;Seiichiro Ishino;Atsushi Noguchi;Toyofumi Ishikawa;Rekishu Yamazaki;Koji Usami;Yasunobu Nakamura;キムビョンギ
通讯作者：
キムビョンギ

Bessel beam laser-scribing of thin film silicon solar cells by ns pulsed laser

纳秒脉冲激光对薄膜硅太阳能电池进行贝塞尔光束激光划片