超短パルスレーザ誘起内部変質によるダイヤモンドスライス加工

徳永大二郎; 佐藤正隆; 伊東翔; 比田井洋史; 比田井洋史; 尾松孝茂; 尾松孝茂; 松坂壮太

文献

J-GLOBAL ID：202302281275720112 整理番号：23A1626942

超短パルスレーザ誘起内部変質によるダイヤモンドスライス加工

Slicing of diamond by internal modification with ultrashort pulsed laser illumination

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資料名：
巻： 67 号： 6 ページ： 347-352 発行年： 2023年06月01日
JST資料番号： L0473A ISSN： 0914-2703 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：日本 (JPN) 言語：日本語 (JA)

ダイヤモンドは優れた物性を有しているため広く利用されているが,難加工材料であり,効率的な加工手法は確立されていない.本研究はダイヤモンドの成形加工を目的として,超短パルスレーザをダイヤモンド内部で集光することで生成される黒色の変質領域と周囲の亀裂を利用したスライス加工手法を開発した.具体的にはダイヤモンド内部にピコ秒レーザを集光し照射することで,焦点近傍が黒色に変質する.この変質領域ではダイヤモンドが一部アモルファスカーボンに変化している.さまざまな加工条件でダイヤモンドを変質させ,安定して亀裂を生成できる条件を明らかにした.また,試料走査方向をレーザ光軸に対してレーザの広がり角程度傾けることで,すでに形成した変質領域による吸収を防ぐことができ,安定して変質領域を生成できる.さらに適切な間隔で変質させることで,変質領域の間に亀裂が進展,面状に広がることを明らかにした.これらの結果をもとに剥離を試みた結果,300×400μm²の大きさで剥離に成功し,その面の最大粗さSzは30μm程度であった.(著者抄録)

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特殊加工

引用文献 (16件)：

1) S. Koizumi, H. Umezawa, J. Pernot and M. Suzuki: Power Electronics Device Applications of Diamond Semiconductors, Canbridge, Woodhead publishing, (2018)
2) S. Hernandez-Gomez and N. Fabbri: Quantum Control for Nanoscale Spectroscopy with Diamond Nitrogen-Vacancy Centers. A Short Review, Front. Phys., 8: 610868, (2021).10.3389/fphy.2020.610868
3) F. Ahmed, M. Seop Lee, H. Sekita, T. Sumiyoshi and M. Kamata: Display glass cutting by femtosecond laser induced single shot periodic void array, Appl. Phys. A, 93 (2008) 189.10.1007/s00339-008-4672-2
4) M. Kumagai, N. Uchiyama, E. Ohmura, R. Sugiura, K. Atsumi and K. Fukumitsu: Advanced dicing technology for semiconductor wafer ?Stealth Dicing, IEEE Trans. Semicond. Manuf., 20, 3 (2007) 259.10.1109/TSM.2007.901849
5) Y. Yamada, T. Ikeda, S. Komatsuzaki and J. Ikeno: Precision laser slicing technology for single-crystal SiC wafer 1^st report: Study on slicing method considering kerf-loss, J. Jpn. Soc. Abras. Technol., 64, 12 (2020) 635 (in Japanese).10.11420/jsat.64.635

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