YAGレーザを用いたSnO₂系薄膜の高速微細加工技術に関する研究

抄録

ナノ秒パルスYAGレーザによるSnO₂系薄膜の高速ドライエッチングの検討を行った。実際に加工を行い，加工端部精度2 μm，表面粗さ10 nmを達成可能であることを確認した。さらに加工性は膜厚やパルス幅依存性があり，200～300 nm膜厚，数十nsパルスが適当であることを明らかにした。また加工が自由電子濃度に依存し，その加工可否を分ける閾値が4.0×10²⁵ m⁻³程度であることを明らかにした。しかし低自由電子濃度にもかかわらず加工が行えた結果も得られ，これに対しYAG光子（1.16 eV）による中間準位からの電子励起メカニズムを推察した。こうした推定加工メカニズムをもとに適正材料を作成することで20 mJ/mm²の低エネルギ加工を達成し，高速加工が達成可能であることを示すことができた。