フェムト秒パルスによるSi表面のアモルファス層：加工しきい値
出典: finemems
目次 |
項目の説明 【必須】
パルス幅100fsのTi:Sapphire レーザーを用いて単結晶Siのアモルファス化が発生するフルーエンスのしきい値を実験的に求めた。照射フルーエンスを変化させながらアモルファス化領域の直径をプロットすることによりしきい値を求めることができる。図１にTi:Sapphire レーザーの基本波（800nm）、第2高調波（400nm）、第3 高調波（267nm）、およびOPA（光パラメトリック増幅）によって発生させた波長1550 nmのフェムト秒パルスを用いた時の結果を示す。 波長が短くなるほど、形成されるアモルファス層の厚みが薄くなる。このことは波長が短くなるほど光の吸収が大きくなり、それに伴い短波長を用いた時の方が加工閾値が小さくなることを意味する。アモルファス層の厚みは，波長267 nmの時7 nm，400 nmの時17 nm，800 nmの時42 nm，1550 nm の時63 nm となるが，それとほぼ比例して加工閾値も変化した．それぞれの値は267 nm の時36 mJ/cm2，400 nm の時60 mJ/cm2，800 nm の時180 mJ/cm2，1550 nm の時190 mJ/cm2 である．このことから，このアモルファス化が発生する際にSi の単位体積当たりに吸収されるエネルギーは約30 kJ/cm3 であることが明らかになった．Si を融解させるための単位体積あたりのエネルギーは約5 kJ/cm3 であることから，十分に融点を超えた加熱がレーザーによって発生していることが分かる。
対象材料
Si
