| 研究課題/領域番号 |
21K18676
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
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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, 教授 (10324807)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | ナノカーボン / 半導体表面 / 触媒 / エッチング / 異方性エッチング / ウェットエッチング / 原子構造制御 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
次世代の高性能電子デバイスを実現するためには、半導体の表面構造を精密かつ自在に制御できる、微細加工法の高度化が不可欠である。微細加工は従来、気相中（ドライエッチング）、もしくは液相中（ウェットエッチング）により行われてきたが、十分でない。
今世紀に入り、“金属アシストエッチング”と呼ばれる、触媒を用いた新たなウェット加工法が登場し、期待が高まっている。しかしこれまでは、触媒に金属を用いる必要があると考えられており、半導体プロセスとの整合性に問題があった。本課題では、主に炭素原子から成るナノカーボンが金属と似た触媒作用を持つことに着目し、これを積極的に活用した、新たな微細加工プロセスを開発する。
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| 研究成果の概要 |
ナノカーボン材料の局所欠陥に由来する特異な電子状態の走査型トンネル顕微鏡（Scanning Tunneling Microscopy）観察と第一原理計算を行い、大きな面積を持つ平坦なグラフェン膜とは異なるナノカーボン材料の特徴を明らかにした。また、ナノカーボン材料を半導体表面上に単一シート単位で塗布・形成し、酸化剤を含む溶液中に浸漬した。そして、ナノカーボン触媒が促進する半導体表面の酸化・エッチング現象について、その微視的なメカニズムを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
次世代の高性能電子・光学デバイスを実現するためには，半導体の表面構造を超精密かつ自在に制御できる，微細加工法の高度化が不可欠である．
今世紀に入り，“金属アシストエッチング”と呼ばれる新たな加工法が登場した．この手法は，貴金属触媒直下の半導体表面が選択的に酸化・溶解することを利用した，“異方的なウェットエッチング”である．しかしこれまでは，触媒に金属を用いる必要があると考えられており，半導体プロセスとの整合性に問題があった．私達は，主に炭素原子から成るナノカーボンが金属と似た触媒作用を持つことに着目し,その基礎特性を明かにすることにより、新しい異方的なリソグラフィー法に向けた礎を築いた．
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