フェムト秒パルスによるSi表面のアモルファス層：波長依存性2

出典: finemems

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　加工しきい値以下（あるいは多重照射でようやく加工が起きる程度）の低強度でフェムト秒レーザーを単結晶Siに照射すると、表面にアモルファス層を形成することができる。パルス幅100fsのTi:Sapphire レーザーの第2・第3 高調波およびOPA（光パラメトリック増幅）によって発生させた波長1550 nm のレーザーを用いて単結晶Siのアモルファス化を行った。加工試料の断面TEM 写真を図１に示す。レーザー波長が短くなるに従い形成されるアモルファス層の厚みが減少しているのが分かる。波長267 nm のレーザーを用いた場合のその厚みは7 nmと自然酸化膜より僅かに厚い程度であった。400 nm の時は17 nm，800 nm の時は42 nm，1550 nm の時は63 nm であった。どの結果においてもa-Si とc-Si の境界に格子欠陥が見られないことから，熱拡散の影響はほとんどないといえる。このことから，形成されたアモルファス層の厚みは，レーザーエネルギーが吸収された領域（レーザー加工時の実効的な光侵入長）にほぼ対応することがわかる。各波長の通常の光侵入長はD(267 nm)=4.7 nm，D(400 nm)=82.3 nm，D(800 nm)=10.7 μm，D(1550 nm)=∞，であることから，もともと数nmしか光が入らない267 nm を除いて，レーザー加工によって急激に光侵入長が減少している。

対象材料

Si

装置

条件

禁則事項

留意事項

文献情報，参考文献

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