东京大学伊藤佑介讲师等与AGC株式会社（艾杰旭）组成的研究团队开发出一项新技术，可将难以进行微细加工的玻璃材料的加工速度提升至既往方法的100万倍。该技术使半导体玻璃基板的高速精密加工成为可能。还有望应用于钻石等多种材料。
相关研究成果已发表在美国科学期刊《Science Advances》上。
可快速在玻璃基板上加工出微孔（供图：东京大学伊藤讲师）
面向人工智能（AI）等领域的新一代高性能半导体一般采用通过先进布线技术将多个微细芯片连接起来构成的“芯片组结构”。既往半导体基板多使用树脂材料，但随着美国英特尔公司于2023年提出在新一代半导体中使用玻璃基板，使得全球范围内玻璃基板的开发竞争日益激烈。然而玻璃材质坚硬且易碎，其微细加工难度极高。
金属材料的微细加工通常采用激光技术，但玻璃的透明特性使光线难以被吸收而会直接穿透，导致加工效率低下。虽然存在飞秒（飞秒为1000万亿分之1秒）级激光加工技术，但加工一个深度1毫米的孔洞需要耗时20秒。
研究团队结合使用皮秒（皮秒为1万亿分之1秒）级激光和微秒（微秒为100万分之1）级激光，开发出高速钻孔技术。首先，用皮秒激光照射玻璃基板，激光穿过的部分会积累电子，从而改变玻璃的性质。
随后对同部位照射微秒激光，累积的电子会高效吸收光能，促使玻璃急速受热并形成孔洞。该技术可在20微秒内加工出一个深度1毫米、直径3微米的孔洞。
据悉，该技术还可应用于钻石、蓝宝石等其他透明材料的加工。研究团队的目标是赶在2028年半导体用玻璃基板普及之前，开发出专用激光加工设备。
原文：《日本经济新闻》、2025/6/25
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Science Advances
论文：Ultra-high-speed laser drilling of transparent materials via transient electronic excitation
DOI：10.1126/sciadv.adv4436
