JP2013161820A5 - - Google Patents
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前記周期的構造は、レーザ集光手段にて前記レーザ光を前記基板の表面に向けて照射することによって形成され、前記レーザ集光手段は、前記基板内部において、前記レーザ光を光軸に軸対称に集光するとともに、前記レーザ集光手段の外周部に入射した光が、前記レーザ集光手段の内周部に入射した光より、前記レーザ集光手段側で集光するように構成されていることが好ましい。
前記改質層は、所定の厚さを有し、前記単結晶の基板の表面から所定の深さに形成されたことが好ましい。
前記基板の表面は、鏡面仕上げであることが好ましい。
前記改質層は、所定の厚さを有し、前記単結晶の基板の表面から所定の深さに形成されたことが好ましい。
前記基板の表面は、鏡面仕上げであることが好ましい。
実施例１においては、基板内部加工装置１００のレーザ光源１５０として波長１０６４ｎｍ、繰り返し周波数２００ｋＨｚ、出力１．６Ｗ、パルス幅１０ｎｍのものを使用した。基板内部加工装置１００において、ｘ軸、ｙ軸方向にそれぞれ最大速度２００ｍｍ／ｓで移動可能なｘｙステージ１１０上に、大きさ５０×５０ｍｍ、厚み０．７ｍｍ、表面が鏡面仕上げ加工された単結晶シリコンからなる基板１０を載置固定した。
この基板１０を直線状の照射方向に直角に劈開を行い、断面を観察した。この結果、図１４に示すように、基板１０鏡面仕上げ側表面から０．３ｍｍの深さに加工領域の長さが３０μｍ、かつ隣接する加工痕同士が連結する状態が確認できた。この加工跡は、レーザ照射による溶解及び冷却により単結晶構造が多結晶構造に変化（相変化）したものであり、単結晶の結晶方位とは異なる結晶方位の結晶を含み、多結晶構造の領域が連結した周期的構造を有する内部加工層１４を構成している。
レーザ光源１５０として波長１０６４ｎｍのファイバーレーザＡを用いて、繰り返し周波数２００ｋＨｚ、レーザ集光部１６０として開口数０．８５の赤外用対物レンズを用い、対物レンズ後の出力１．６Ｗ、パルス幅３９ｎｓ、レーザ照射間隔１μｍ、オフセット１μｍ、空気中換算でＤＦ８０μｍ、シリコン収差補正環０．６ｍｍで厚み７２５μｍ両面鏡面仕上げ加工（１００）のシリコン単結晶の基板１０の表面５ｍｍ×２０ｍｍの領域に向けてレーザ光１９０を照射して内部改質層１４を形成した。なお、基板１０の表面とはレーザ集光部１６０に対向する基板１０の主面をいい、基板１０のレーザ集光部１６０に対する反対側の主面を裏面というものとする。
レーザ光源１５０として波長１０６４ｎｍのファイバーレーザＢを用いて、繰り返し周波数２００ｋＨｚ、レーザ集光部１６０として開口数０．８５の赤外用対物レンズを用い、対物レンズ後の出力０．８Ｗ、パルス幅３９ｎｓ、レーザ照射間隔１μｍ、オフセット１μｍ、空気中換算でＤＦ８０μｍ、シリコン収差補正環０．６ｍｍで厚み７２５μｍ両面鏡面仕上げ加工（１００）のシリコン単結晶の基板１０の表面５ｍｍ×２０ｍｍの領域に向けてレーザ光１９０を照射して内部加工層１４を形成した。
レーザ光源１５０として波長１０６４ｎｍのファイバーレーザＢを用いて、繰り返し周波数２００ｋＨｚ、レーザ集光部１６０として開口数０．８５の赤外用対物レンズを用い、対物レンズ後の出力０．８Ｗ、パルス幅３９ｎｓ、レーザ照射間隔１μｍ、オフセット２μｍ、空気中換算でＤＦ８０μｍ、シリコン収差補正環０．６ｍｍで厚み７２５μｍ両面鏡面仕上げ加工（１００）のシリコン単結晶の基板１０の表面５ｍｍ×２０ｍｍの領域に向けてレーザ光１９０を照射して内部加工層１４を形成した。
〔比較例１〕
レーザ光源１５０として波長１０６４ｎｍのファイバーレーザＡを用いて、繰り返し周波数２００ｋＨｚ、レーザ集光部１６０として開口数０．８５の赤外用対物レンズを用い、対物レンズ後の出力１．２Ｗ、パルス幅３９ｎｓ、レーザ照射間隔１μｍ、オフセット１μｍ、空気中換算でＤＦ８０μｍ、シリコン収差補正環０．６ｍｍで厚み７２５μｍ両面鏡面仕上げ加工（１００）のシリコン単結晶の基板１０の表面５ｍｍ×１０ｍｍの領域に向けてレーザ光１９０を照射して内部加工層１４を形成した。
レーザ光源１５０として波長１０６４ｎｍのファイバーレーザＡを用いて、繰り返し周波数２００ｋＨｚ、レーザ集光部１６０として開口数０．８５の赤外用対物レンズを用い、対物レンズ後の出力１．２Ｗ、パルス幅３９ｎｓ、レーザ照射間隔１μｍ、オフセット１μｍ、空気中換算でＤＦ８０μｍ、シリコン収差補正環０．６ｍｍで厚み７２５μｍ両面鏡面仕上げ加工（１００）のシリコン単結晶の基板１０の表面５ｍｍ×１０ｍｍの領域に向けてレーザ光１９０を照射して内部加工層１４を形成した。
〔比較例２〕
レーザ光源１５０として波長１０６４ｎｍのファイバーレーザＢを用いて、繰り返し周波数２００ｋＨｚ、レーザ集光部１６０として開口数０．８５の赤外用対物レンズを用い、対物レンズ後の出力０．６Ｗ、パルス幅６０ｎｓ、レーザ照射間隔１μｍ、オフセット１μｍ、空気中換算でＤＦ８０μｍ、シリコン収差補正環０．６ｍｍで厚み７２５μｍ両面鏡面仕上げ加工（１００）のシリコン単結晶の基板１０の表面５ｍｍ×１０ｍｍの領域に向けてレーザ光１９０を照射して内部加工層１４を形成した。
レーザ光源１５０として波長１０６４ｎｍのファイバーレーザＢを用いて、繰り返し周波数２００ｋＨｚ、レーザ集光部１６０として開口数０．８５の赤外用対物レンズを用い、対物レンズ後の出力０．６Ｗ、パルス幅６０ｎｓ、レーザ照射間隔１μｍ、オフセット１μｍ、空気中換算でＤＦ８０μｍ、シリコン収差補正環０．６ｍｍで厚み７２５μｍ両面鏡面仕上げ加工（１００）のシリコン単結晶の基板１０の表面５ｍｍ×１０ｍｍの領域に向けてレーザ光１９０を照射して内部加工層１４を形成した。
Claims (5)
- 前記周期的構造は、前記レーザ集光手段と前記基板を相対的に移動させて、前記レーザ集光手段により前記レーザ光を前記基板に向けて照射することによって形成されたことを特徴とする請求項２記載の基板。
- 前記改質層は、所定の厚さを有し、前記単結晶の基板の表面から所定の深さに形成されたことを特徴とする請求項１記載の基板。
- 前記基板の表面は、鏡面仕上げであることを特徴とする請求項１記載の基板。
- 前記改質層は、所定の厚さを有し、前記単結晶の基板の表面から所定の深さに形成されたことを特徴とする請求項１０記載の方法。
- 前記基板の表面は、鏡面仕上げであることを特徴とする請求項１０記載の方法。
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