2010 Fiscal Year Annual Research Report
電気化学ツールによるシリコンのナノ・マイクロ構造微細加工
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22350092
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
尾形 幸生 京都大学, エネルギー理工学研究科, 教授 (30152375)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
作花 哲夫 京都大学, エネルギー理工学研究所, 准教授 (10196206)
深見 一弘 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教 (60452322)
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| Keywords | 多孔質シリコン / 微細孔形成 / 表面増強ラマン散乱 / 陽極酸化 |
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| Research Abstract |
電気化学手法を多孔質シリコンの微細構造形成ツールとして一般化するために、マクロ孔形成時の不均一孔形成と多孔層積層構造における界面不均一化について、現象の把握と解析モデルの開発に取り組んだ。
【配列マクロ孔形成条件の把握と最適化】
孔内への金属充填挙動解析において良好な結果を得た界面成長を記述する結合写像格子モデルにより、プリェッチピット配列からのシリコンの陽極溶解挙動を解析した。シリコン内の電位分布を考慮したモデルにより多孔質シリコンで見られる孔深さ方向における孔径の均一性を模擬することに成功した。しかし、電解初期におけるエッチピットからの孔径拡大挙動を模擬するに至っておらず、フッ化物イオンの濃度分布を考慮したモデルへの改良が必要である。さらに、同一ピット径で同一配列間隔のパターンから始めても、陽極酸化により形成される孔構造が使用する溶液種類に依存することを実験により明らかにした。
サブミクロンサイズの中間孔径を有する多孔質シリコンの形状を制御することによって、分枝構造と平滑構造が実現し、これらの構造を鋳型として金を電析して得られる金微細構造が良好な表面増強ラマン散乱特性を示すことを見いだした。
【積層構造形成条件の把握と最適化】
多孔度を正弦波変調したルゲート型多孔質シリコンにおいて、二層積層構造と各積層構造を線形結合して一層とした構造を作製し、それぞれの構造が同一の反射スペクトル特性を示すことを確認した。これらの構造を用いて、アルコール蒸気の検知を行い、二層成分を線形結合した一層構造が、蒸気と両成分が最表面から接しているために、より早い検出時間を示し、良好なガスセンサー特性を持つという結果を得た。
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