東京大學伊藤佑介講師等與AGC株式會社（艾傑旭）組成的研究團隊開發出一項新技術，可將難以進行微細加工的玻璃材料的加工速度提升至既往方法的100萬倍。該技術使半導體玻璃基底層的高速精密加工成為可能。還有望應用於鑽石等多種材料。
相關研究成果已發表在美國科學期刊《Science Advances》上。
可快速在玻璃基底層上加工出微孔（供圖：東京大學伊藤講師）
面向人工智慧（AI）等領域的新一代高性能半導體一般採用通過先進布線技術將多個微細晶片連接起來構成的「晶片集結構」。既往半導體基底層多使用樹脂材料，但隨著美國英特爾公司於2023年提出在新一代半導體中使用玻璃基底層，使得全球範圍內玻璃基底層的開發競爭日益激烈。然而玻璃材質堅硬且易碎，其微細加工難度極高。
金屬材料的微細加工通常採用雷射技術，但玻璃的透明特性使光線難以被吸收而會直接穿透，導致加工效率低下。雖然存在飛秒（飛秒為1000萬億分之1秒）級雷射加工技術，但加工一個深度1毫米的孔洞需要耗時20秒。
研究團隊結合使用皮秒（皮秒為1萬億分之1秒）級雷射和微秒（微秒為100萬分之1）級雷射，開發出高速鑽孔技術。首先，用皮秒雷射照射玻璃基底層，雷射穿過的部分會積累電子，從而改變玻璃的性質。
隨後對同部位照射微秒雷射，累積的電子會高效吸收發光能量，促使玻璃急速受熱並形成孔洞。該技術可在20微秒內加工出一個深度1毫米、直徑3微米的孔洞。
據悉，該技術還可應用於鑽石、藍寶石等其他透明材料的加工。研究團隊的目標是趕在2028年半導體用玻璃基底層普及之前，開發出專用雷射加工設備。
原文：《日本經濟新聞》、2025/6/25
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Science Advances
論文：Ultra-high-speed laser drilling of transparent materials via transient electronic excitation
DOI：10.1126/sciadv.adv4436
