| 研究課題/領域番号 |
19H02478
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26050:材料加工および組織制御関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
有馬 健太 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (10324807)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2021年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2020年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
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| キーワード | ウェットエッチング / 金属アシストエッチング / Si表面 / 原子層シート / 自己組織化 / ステップ／テラス構造 / Siシート / 金属援用エッチング / 金属めっき / 選択メッキ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
表面と裏面を水素（H）原子で終端化したシリコン（Si）の非常に薄い薄膜（シート）は、次世代の電子デバイスに用いられる可能性がある新しい材料です。本研究では、複数の固液界面プロセスを巧みに操った、他に例を見ない独自の湿式プロセスによりSi結晶層を加工することを目論みます。そして最終的には、横幅が任意の設定値を持つH終端化Si原子層シートを創出することを目指しています。本研究が進めば、高性能トランジスタから高効率太陽電池、新しい発光デバイスに至る、未来の広範なエレクトロニクス分野に貢献すると期待されます。
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| 研究成果の概要 |
表面と裏面を水素（H）原子で終端化したシリコン（Si）原子層シートは、次世代の高性能電子デバイスにおける新材料として期待されている。しかし、魅力的な電子物性を予測する理論計算が先行する一方で、実験的に得ることが難しいという課題がある。本研究では、汚染や溶存ガス等の溶液条件を完全に制御した界面化学現象により、半導体表面の構造を原子レベルで制御する『原子論的ウェットサイエンス』の構築を進めた。そして、バルクSiウエハ表面に複数の固液界面プロセスを巧みに適用することにより、表面に形成されるステップ／テラス構造のテラス部分を区分ける手法を打ち立てた。以上により、提案手法の礎を築いた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本提案手法は、固液界面反応を活用したボトムアップ型の新プロセスである。本手法は、ウエハレベルの大面積領域を自己組織的に一括処理できるという大きな特徴を持つ。半導体表面の構造を極限レベルで制御する『原子論的ウェットサイエンス』の概念は、材料工学・精密工学・表面科学の三つの既存領域に跨る新たな学問分野を生み出すきっかけになると共に、同分野の研究者にインパクトを与えると期待される。
また本研究が成功すれば、高性能トランジスタから高効率太陽電池、新しい発光デバイスに至る、未来の広範な光電子デバイスの創出、さらには、豊かな情報化社会の実現に貢献すると予想され、その意義は大きい。
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