2015 Fiscal Year Research-status Report
SiC結晶表面に機械加工で導入された結晶欠陥の形成メカニズムの解明
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26420071
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| Research Institution | Japan Fine Ceramics Center |
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Principal Investigator |
石川 由加里 一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 研究員 (60416196)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菅原 義弘 一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 研究員 (70466291)
姚 永昭 一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 研究員 (80523935)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | SiC / 単結晶 / 加工 / 転位 / 積層欠陥 / ダイヤ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
パワーデバイス材料として注目を集める単結晶4H-SiCでは機械加工ダメージを除去する適切なエッチング液がない。そのため機械加工で導入された極表面欠陥の除去は難しく、エピ膜品質の著しい低下が起きる。しかし、欠陥の直接検出が非常に難しく、その構造すら正確にわかっていない。砥粒の動きを制御したモデル加工を行い、結晶に導入された欠陥の正確な構造と加工条件の対応を明らかにすることで導入メカニズムを理解しその化学的根拠に基づいて加工導入欠陥を低減する指針を得ることを目的とする。
本年度は4~6インチの4H-SiC基板を番手の異なる砥石を用いて、研削加工で導入されたダメージ（転位、積層欠陥、点欠陥、格子歪など）を検出する方法を検討した。浅い加工ダメージはエッチングにより顕在化されることがわかった。深い加工ダメージについては斜め研磨とエッチングの組み合わせで評価可能である。電子線後方散乱回折(EBSD)を用いた測定にも着手した。来年度も引き続き評価法の検討を続け、加工条件とダメージの対応を明らかにする。
また、機械加工ダメージを除去する適切なエッチング液の検討も行った。4H-SiCを高速でかつ平坦にエッチングできる様になると加工ダメージの除去が容易になる為である。SiCと同じIV族半導体でワイドバンドギャップを持つダイヤモンドをモデル材料とした。エッチングする液としてKClとKOHの混合融液を選択した。1100℃で処理することにより、{001}面は2.0 μm/h、{101}面は20 μm/h、{111} 面では26 μm/hのエッチング速度を得ることができた。また、エッチングにより(001)面の平坦性が増した。加工ダメージを除去するだけではなく、平坦化に寄与するエッチング液であることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
一昨年度と昨年度はSiCのモデル加工による欠陥導入と欠陥の分類、および機械加工導入転位の構造解析に関する検討を行った。加えて、加工ダメージを削減するエッチング液の検討も実施した。本年度は機械加工条件と導入欠陥構造を明確化する計画となっており、計画通りに進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
応募時の計画の機械加工条件と導入欠陥構造の明確化を実施する。加えて加工ダメージを削減するエッチング液のSiCへの適用可能性の検討を行う。
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| Causes of Carryover |
成果発表に係る適切な国際会議が、国内開催のものであったため海外出張をしなかった。
本年度の研究に必要とする外注評価や実験設備等の費用が嵩むことがわかったため使用を控えた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
現有の装置で対応が困難な機械加工ダメージ評価の外注費用、実験結果整理用アルバイト雇用費、および加工ダメージの評価用設備の導入にあてる。
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Research Products
(2 results)
