2023 Fiscal Year Annual Research Report

触媒活性型フラーレンナノ微粒子を用いた加工制御法に関する研究

Research Project

Project/Area Number	21H01229
Research Institution	Kyushu Institute of Technology
Principal Investigator	鈴木恵友九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (50585156)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	伊藤高廣九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (10367401) 安永卓生九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (60251394) カチョーンルンルアンパナート九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (60404092)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	化学的機械的研磨 / 研削 / フラーレン / パワー半導体 / 研磨 / SiC / ダイヤモンド
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、フラーレンC60の高硬度かつ高い反応性を活かして、パワー半導体基板における高効率研磨技術を実現させることを目指している。本年度は、（１）C60分子に水酸基を付加反応させた水酸化フラーレンを用いることによるSiCーCMPの高効率化や、（２）フラーレンC60やC60反応物がダイヤモンドCMPの研磨微粒子として実現可能であるのか検証を行なった。 SiCーCMPにおいては、水酸化フラーレンと単結晶および多結晶ダイヤモンド微粒子で構成されるハイブリッド微粒子で研磨したとき、欠陥や歪み場の低減や、コロイダルシリカスラリーによる研磨速度の向上を試みた。その結果、多結晶ダイヤモンドにおいては、研磨速度の向上と欠陥の抑制が両立可能であることを確認した。ここでは、水酸化フラーレンとコロイダルシリカ微粒子で最終研磨を行なった結果、歪み場が抑制されていることもラマン分光法の結果により確認している。そのため、水酸化フラーレンを適用することにより、SiC基板製造における研磨効率の向上や歪み場の少ない良質な基板表面の形成が期待できる。ダイヤモンドCMPについては、水酸化フラーレンではなく、C60分子を適用した。C60分子は紫外線照射や高温・高圧によりC60同士が結合したC60ポリマーやダイヤモンドより高硬度と推測されるハイパーダイヤモンドのなど、C60から派生した炭素同素体の存在が知られている。そのため、これの炭素同素体を適用することによりダイヤモンド基板が研磨可能な研磨微粒子の存在が期待できる。本研究では、C60／トルエン溶液中にダイヤモンド微粒子を分散させることで、C60を吸着させて紫外線照射を行うことによりC60ダイヤモンド結合型研磨微粒子の生成を試みた。その結果、ダイヤモンド微粒子上にC60由来の改質層の生成がTEMにより確認されるとともにダイヤモンドの研磨効率の向上が確認された。
Research Progress Status	令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和5年度が最終年度であるため、記入しない。