| 研究課題/領域番号 |
22K04225
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 愛知工業大学 |
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研究代表者 |
田中 浩 愛知工業大学, 工学部, 教授 (60609957)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2024年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 液滴 / ウエットエッチング / グリーンプロセス / マイクロピラミッド / 次世代デバイス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ウエットエッチングは，化学・結晶学的な作用により選択的除去加工が可能であり、加工歪のない表面が得られる．しかしその液は，高速化等の理由から高温・高濃度状態で用いられている．今後は持続可能なプロセスが求められる．これまで，少量の低濃度液を開始液として利用し，プロセス中に所望の濃度へ可変させるため，低濃度の液滴を加工部直上で局所加熱蒸発させることで，反応時は高濃度液として振る舞う方法を考案した． 本研究では，電子デバイス材料において，加熱蒸発時の液滴特性を制御するための液滴寸法，濃度，および温度の影響調査，及び浸漬エッチング加工特性との比較検討を行い，液滴加熱蒸発エッチング基盤技術を形成する．
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| 研究実績の概要 |
本年度は低濃度ＫＯＨ液滴を加熱した時のエッチング特性解明に取り組んだ．液滴量と液滴入熱量の関係，液滴量とエッチング加工部温度の関係，およびエッチング加工部温度とエッチング速度の関係を詳細に把握した．例えば，５wt%KOH水溶液の液適量が３５μL/min の場合，液滴温度が７０℃以上の試料で平滑なエッチング面を得られることがわかった．液滴量を４５μL/minと増加させるとどの温度においてもマイクロピラミッドが発生し，荒れたエッチング面となってしまうことがわかった．
通常５wt%KOH水溶液に浸漬した場合では，どの温度においてもマイクロピラミッドが発生してしまうが，今回の方法により低濃度ＫＯＨ液を使用しても，マイクロピラミッドが発生しない平滑加工領域があることを示すことができた．
また，加熱した微量液滴のアルカリ水溶液濃度を測定するために，液滴の屈折率を測定する方法に着目した．液滴の屈折率とKOH水溶液濃度の相関が高く，本測定が有効であることを示すと共に，例えば平滑なエッチング面が得られた液滴量３５μL/min，液滴温度７８.５℃の条件では、KOH水溶液濃度が38wt%と高濃度になっていることを検証することができた．しかしながら，液滴量に対する液滴のＫＯＨ水溶液濃度の関係を求めたところ，２５～５０μL/minの間で急激な濃度変化が生じていることも明らかとなり，液滴量の微量制御と液滴局所加熱量を精密にコントロールする必要があることも把握した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
低濃度アルカリ（水酸化カリウム）液滴を用いた場合のシリコンについてのエッチング特性を明らかにすることができた．また，微小液滴の濃度の測定方法についても目処をつけることができた．
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は，さらに液滴の性状をより定量的に評価し，エッチング特性と液滴特性の関係を詳細に把握する．
また，浸漬式と比較しながら，液滴エッチング過程の解明を進める．高速度カメラによる観察等により，液滴挙動，発生水素の影響，落下後の液滴状況の影響を把握して，エッチング特性を制御するパラメータを把握する．また，次世代デバイス材料での液滴エッチング特性の把握も行う．
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