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2007 Fiscal Year Annual Research Report

シリコンの結晶異方性エッチングモデルと溶液組成イオン効果の研究

Research Project

Project/Area Number 19201026
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

佐藤 一雄  Nagoya University, 大学院・工学研究科, 教授 (30262851)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 式田 光宏  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (80273291)
PREM Pal  名古屋大学, 大学院・工学研究科, COE研究員 (20444416)
Keywordsシリコン / 結晶 / 異方性エッチング / 固液界面 / 不純物イオン / 界面活性剤
Research Abstract

シリコンの結晶異方性エッチングにおいて,これまでエッチングに寄与しないとされてきたアルカリ水溶液中のプラスイオンの効果を研究した.エッチング液中の銅イオンが,シリコンのエッチレートを低減し,同時に,面粗さを増大する現象をこれまでに当研究室が明らかにしたが,この1年間では,この現象が発生する物理化学的なメカニズムを研究した.日本・フィンランドの2国間共同研究の相手方であるヘルシンキ工科大グループによる第1原理計算の結果,シリコン結晶表面のステップ・テラス構造の特定位置で銅イオンが高い親和性をもつこと,また,これによってエッチングが進行しづらくなることが判った.さらに,銅イオンがシリコン表面にある凹凸の稜線と強い親和性があることから,ごく微量の銅イオンの存在がSi(110)の表面に発生するテーパ状のヒロックの発生の原因の一つになりうることを示した.
ステップ・テラスモデルのもとづき,セルラ・オートマトンを利用したエッチング形状シミュレーションシステムを開発した.
従来,結晶異方性エッチングでは,凸型マスク先端で激しいアンダカットが発生し,一方,凹型マスク形状では応力集中が生じるような鋭い稜線を持つ特殊な形しかできないといわれてきたが,ある種の界面活性剤をエッチング液に添加することで,曲線プロフィルをもつエッチングマスクでは.これを反映した連続的な曲線エッチプロフィルが得られることを示した.
以上の内容を,学術誌論文8件,国際会議発表4件,著書1件で公表した.

  • Research Products

    (14 results)

All 2008 2007 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (4 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Effect of Cu impurities on wet etching of Si(110):formation of trapezoidal hillocks2008

    • Author(s)
      T. Hynninen, M. A. Gosalvez, A. S. Foster, H. Tanaka, and K. Sato
    • Journal Title

      New Journal of Physics vol.10電子ジャーナル#13033

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Analytical solution of the Continuous Cellular Automaton for anisotropic etching2008

    • Author(s)
      M. A. Gosalvez, Y, Xing, and K. Sato
    • Journal Title

      Journal of Microelectromechanical Systems (印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An atomistic introduction to anisotropic etching2007

    • Author(s)
      M. A. Gosalvez, K. Sato, A. Fostee, et. al.
    • Journal Title

      Journal of Micromechanics and Microengineering vol.17,no.4

      Pages: S21-S26

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Faster simulations of step bunching during anisotropic etching:formation of zigzag structures on Si(110)2007

    • Author(s)
      M. A. Gosalvez, Y. Xing, T. Hynninen, M. Uwaha, A. Foster, R. Nieminen and K. Sato
    • Journal Title

      Journal of Micromechanics and Microengineering vol.17,no.4

      Pages: S27-S37

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication techniques of convex comers in a(100)-silicon wafer using bulk micromachining: a review2007

    • Author(s)
      Prem Pal, K. Sato and Sudhir Chandra
    • Journal Title

      Journal of Micromechanics and Microengineering vol.17

      Pages: R111-R133

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Study of rounded concave and sharp edge convex corners undercutting in CMOS compatible anisotropic etchants2007

    • Author(s)
      Prem Pal, K. Sato, M. A. Gosalvez and M. Shikida
    • Journal Title

      Journal of Micromechanics and Microengineering vol.17

      Pages: 2299-2307

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] First-principles calculations of Cu adsorption on an H-terminated Si surface2007

    • Author(s)
      A. S. Foster, M. A. Gosalvez, T. Hynninen, R. M. Nieminen, and K. Sato
    • Journal Title

      Physical Review B vol.76,no.7論文#075315

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Step flow-based cellular automaton for the simulation of anisotropic etching of complex MEMS structures2007

    • Author(s)
      Y. Xing, M. A. Gosalvez and K. Sato
    • Journal Title

      New Journal of Physics vol.9電子ジャーナル#436

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Microstructures with rounded concave and sharp-edged convex corners in a single step wet anisotropic etching2008

    • Author(s)
      Prem Pal, K. Sato, M. A. Gosalvez and M. Shikida
    • Organizer
      SPIE MOEMS-MEMS(Proc. SPIE Vol.6882)
    • Place of Presentation
      San Jose, USA
    • Year and Date
      2008-01-19
  • [Presentation] An improved anisotropic wet etching progress for the fabrication of silicon MEMS structures using a single etching mask2008

    • Author(s)
      Prem Pal, K. Sato, M. A. Gosalvez and M. Shikida
    • Organizer
      IEEE Intl. Conf. MEMS08, p327-330
    • Place of Presentation
      Tucson, USA
    • Year and Date
      2008-01-14
  • [Presentation] Octree-search kinetic Monte Carlo algorithm for the simulation of complex 3D MEMS structures2008

    • Author(s)
      Y. Xing, M. A. Gosalvez and K. Sato
    • Organizer
      IEEE Intl. Conf. MEMS08, p323-326
    • Place of Presentation
      Tucson, USA
    • Year and Date
      2008-01-14
  • [Presentation] Novel wet anisotropic etching process for the realization of new shapesof silicon MEMS structures2007

    • Author(s)
      Prem Pal, K. Sato, M. A. Gosalvez and M. Shikida
    • Organizer
      IEEE Intl. Conf. MHS07 & Micro-Nano COE, p499-504
    • Place of Presentation
      Nagoya
    • Year and Date
      2007-11-13
  • [Book] Comprehensive Microsystems Uol.1, Wet etching2007

    • Author(s)
      K. Sato, M. Shikida(分担執筆)
    • Total Pages
      183-216
    • Publisher
      Elsevier Ltd
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.kaz.mech.nagoya-u.ac.jp/

URL: 

Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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