2012 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所, 教授 (30152375)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
作花 哲夫 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 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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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 多孔質シリコン / 微細孔形成 / 多層膜 / 陽極酸化 / センサー応用 |
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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ならびにその他の孔径を持つ多孔質シリコンの構造形成における溶液中成分の影響と、ルゲート型多孔層積層構造における塩基性環境での化学安定化について、現象の把握と制御法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】と【ミクロ・メソ孔多孔質シリコン形成の寸法精度向上】について、溶液種に含まれる有機溶媒が安定なマクロ孔形成に大きな影響を及ぼすことを見いだしている。この挙動についてさらに検討し、フッ酸濃度と電流密度が、スケルトン構造（マクロ孔様構造にミクロ孔が充填した構造）、均一ミクロ孔構造、マクロ孔構造に分類される孔構造の出現を決めることを見いだした。また、添加する有機溶媒によって、各構造間の遷移条件が異なることが判明した。本研究を通じて、マクロ孔形成は独立した事象として考えるのではなく、ミクロ孔形成を含んだ多孔質構造形成として統一的な視点で取り扱わねばならないことが明らかになった。
マクロ孔形成機構解明に向けて、マクロ孔様構造であるスケルトン構造形成過程を結合写像格子モデルによって解析し、ミクロ多孔質層とスケルトン構造の間の界面成長挙動をほぼ再現することができた。
【積層構造形成条件の把握と最適化】について、多孔度を正弦波変調したルゲート型構造多孔質シリコンの構造形成については、これまでの研究によって各種構造制御と光学特性の向上が可能となった。各種環境におけるセンサーへの応用の視点から、弱塩基性環境下の化学安定性の向上に取り組んだ。アセチレン蒸気環境中で中温熱処理することにより、表面に炭化水素基を導入した後に、ウンデセン酸処理した親水性表面処理により、塩基性であるアミン類蒸気環境下で良好な安定性が得られ、表面処理がセンサー応用時に有力な安定化手法であることを示した。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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