Clarification of Grinding Mechanism for Minimizing Damaged Layers of Next Generation Semiconductor Substrates Using Nanomachining and Metrology

• Project/Area Number: 23K26006
• Project/Area Number (Other): 23H01311 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 18020:Manufacturing and production engineering-related
• Research Institution: Ibaraki University
• Principal Investigator: 清水 淳 茨城大学, 応用理工学野, 教授 (40292479)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金子 和暉 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 助教 (60909216) ; 小貫 哲平 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (70400447) ; 周 立波 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (90235705) ; 尾嶌 裕隆 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (90375361)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥19,240,000 (Direct Cost: ¥14,800,000、Indirect Cost: ¥4,440,000); Fiscal Year 2026: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2025: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2024: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2023: ¥12,480,000 (Direct Cost: ¥9,600,000、Indirect Cost: ¥2,880,000)
• Keywords: 次世代半導体基板 / ナノスクラッチ / 分子動力学 / 加工変質層 / 結晶異方性

Outline of Research at the Start

単結晶ダイヤモンドプローブ工具による次世代半導体（SiC，GaN，Ga2O3）ウエハのシングルおよびマルチナノスクラッチ実験を試み，主にスクラッチ方向と結晶方位との相対関係が加工効率やダメージ層の生成に及ぼす影響を明らかにする．その評価には，表面性状測定の他に，Rama n分光分析や分子動力学シミュレーションなども活用する．各評価から得られた知見を基に，加工効率やダメージ層の低減に有効な加工条件を推定し，次世代半導体加工の進展に寄与できるようにする．