| 研究課題/領域番号 |
22K20410
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0301:材料力学、生産工学、設計工学、流体工学、熱工学、機械力学、ロボティクス、航空宇宙工学、船舶海洋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 |
孫 栄硯 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (50963451)
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| 研究期間 (年度) |
2022-08-31 – 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 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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 | プラズマ援用研磨 / 窒化ガリウム（GaN） |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、GaN基板に対するスラリーを用いない革新的な高能率無歪研磨を実現できる「プラズマ援用研磨プロセス」を実現するとともにその学理を探究する。
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| 研究成果の概要 |
GaNウエハの加工コストを削減し、加工品質と効率を向上させるために、減圧PAP法を提案した。PAP研磨レートを律速している表面改質レートを向上させるために、ガス種、チャンバー圧力、反応ガス濃度、電力密度等のプラズマ発生条件を最適化した。最適なプラズマ改質条件を用いて、GaNウエハの減圧PAP実験を実施した。PAP前のGaNウエハはCMPによって研磨されたが、スラリー中に含まれるアルカリ成分が結晶欠陥部においてエッチピットが多数存在した。一方で、1時間PAP加工によって、ピットフリーかつ表面粗さSa 0.2 nmのGaN表面が得られた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
GaNは高硬度ゆえに粗加工にはダイヤモンド工具を用いた機械加工が適用され、最終仕上げにはスラリーと呼ばれるアルカリ等の薬液と砥粒を含む懸濁液を用いたCMPプロセスが一般的に用いられる。しかし、材料の表面欠陥がアルカリ成分によって浸食されてエッチピットが形成されるために表面粗さが悪化する、凝集による砥粒の粗大化によりスクラッチが形成される、スラリーの購入コストと環境負荷が大きい等、多数の問題点を有している。本研究では、スラリーを用いない完全ドライな減圧プラズマ援用研磨法の開発により、GaNウエハの加工コストの低減とGaNデバイスの社会実装に貢献できる。
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