難加工材料に対する超音波援用電気化学機械研磨法の開発
| Project/Area Number |
20J10524
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 18020:Manufacturing and production engineering-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
YANG XIAOZHE 大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | 陽極酸化 / 超音波援用電気化学機械研磨 / 固定砥粒 / 導電性難加工材料 / ダメージフリ / UAECMP装置 / 研磨効果 / 局部陽極酸化 |
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| Outline of Research at the Start |
SiC、GaN等のワイドギャップ半導体は、高温環境下においても信頼性の高い動作が可能であり、低損失パワーデバイスや青色LEDの作製に不可欠な材料である。しかしながら、現在のデバイス用のウエハ製造は工程数が非常に多く、複雑で、効率が低いため、ダメージを与えることなく、一括的な加工を可能にするとともに、低コスト高能率研磨プロセスの実現が強く望まれている。本研究では超音波を援用した電気化学的な高能率表面改質プロセスと超音波振動を援用した砥粒研磨の長所を融合した超音波援用電気化学機械研磨法を開発し、従来の加工プロセスの限界を打破する革新的な高能率ダメージフリー製造プロセスを完成させる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、スラリーを用いずに導電性難加工材料の表面を超音波振動誘起の歪場形成により高能率に陽極酸化させて軟質化し、軟質層のみを母材よりも低硬度な固定砥粒を作用させて除去することでダメージフリーな表面を高能率に得る革新的な超音波援用電気化学機械研磨（UAECMP）プロセスを開発し、CMPを代替することを目指す。この研磨法を開発するために、今年度はこの研磨法の開発に対して以下4つの進捗が見られた。① SiCの陽極酸化速度を上げるため、SiCの陽極酸化メカニズムを調査し、電解液温度、表面損傷、ドーピング濃度、および表面ひずみがSiCの陽極酸化レートに及ぼす影響とそのメカニズムを定量的に調査した。② SiCの陽極酸化における電荷利用効率を上げるために、SiC-NaCl水溶液系における陽極酸化現象をモデル化し、SiCの陽極酸化とECMPにおける電荷利用効率と副反応を調査した。③ 4インチウエハ全面UAECMP装置を開発して、装置の超音波ユニットの振動正確性、可制御性、均一性、安定性を確認し, 4インチSiCウエハの研磨量分布を評価した。④ 4インチSiCウエハの研磨を行い、研磨量分布を評価し、揺動速度制御型研磨プロセスを提案した。研究の成果は加工関連のジャーナルに発表した。得られた研究成果は広く学界と産業界の知るところとなり、これから半導体材料加工分野における超音波援用電気化学機械研磨の応用が期待できる。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(7 results)
