2013 Fiscal Year Annual Research Report
大気圧プラズマを援用した硬脆ワイドギャップ半導体基板の高能率無歪仕上げ法の開発
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25249006
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山村 和也 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60240074)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 大気圧プラズマ / ワイドギャップ半導体 / SiC / サファイア / ダイヤモンド |
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| Research Abstract |
平成25年度に得られた研究成果を以下に示す。
(1)大気圧水蒸気プラズマ照射による表面の酸化改質とセリア砥粒研磨を複合することにより、4H-SiC(0001)面に対しては0.09 nm rms、反応焼結SiCに対しては0.63 nm rmsの表面粗さを達成した。
(2)単結晶SiCに水蒸気プラズマを照射した場合、酸化膜の界面が原子レベルで平滑化することを断面TEM観察によりあきらかにし、また、角度分解XPS測定により界面にはSi, C, Oから構成される遷移層が存在することが分かった。酸化後のSiCをフッ化水素酸に浸漬すると、酸化膜は除去できるが遷移層は除去できないが、母材であるSiCよりも軟質なセリア砥粒研磨を用いた研磨により完全に除去できることをあきらかにし、プラズマ援用研磨における原子レベルの平滑化メカニズムを提唱した。本結果はプラズマ援用研磨の優位性を示すものであり、加工分野において最も権威のある論文誌にアクセプトされた。（Annals of the CIRP, Vol. 63 (2014)）
(3)大気圧プラズマを用いた数値制御加工における空間分解能を向上させることを目的とし、等速で移動するステージの座標情報をエンコーダで読み取り、座標ごとにあらかじめ設定した電力印加パルス幅（デューティー比）をプラズマ発生用高周波電源（RF電源）に入力するパルス幅変調（PWM）インターフェースを試作した。
(4)数値制御マイクロ波プラズマジェット加工を適用することで、プラズマCVDにより合成されたダイヤモンド基板の平坦度を46μmから26μmまで向上することに成功した。本結果は、研磨における修正量が大幅に減少することを意味し、デバイス用大口径ウエハの高能率製造に資する重要な成果である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初計画で掲げた実施項目とその目標値をすべてクリアするとともに、それらの成果をまとめた論文はインパクトファクターの高いジャーナル（Annals of the CIRP, Applied Physics Letters, Journal of Physics D, etc.）に掲載された。
また、産総研との共同研究により2年目以降に実施する予定であったCVD成長した単結晶ダイヤモンドの平坦化に関する初期データの取得に成功するなど、順調に研究が進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初計画以上に進展しており、2年目以降も引き続き計画を前倒しで遂行できるよう研究開発を実行する。
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Research Products
(34 results)
