マイクロシステム作製におけるプラズマレスドライエッチングプロセスの研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14550305
• 研究機関: 成蹊大学
• 研究代表者: 齋藤 洋司 成蹊大学, 工学部, 教授 (90196022)
• 研究分担者: 鈴木 誠一 成蹊大学, 工学部, 助教授 (40235958)
• キーワード: 三フッ化塩素 / マイクロマシニング / シリコン / 太陽電池 / 赤外線センサ / バイオセンサ / 流路

研究概要

シリコンの酸化膜に対する高選択性を有する三フッ化塩素ガスによるプラズマレスドライエッチング技術を熱型赤外線センサ作製プロセスへの応用を試みた。検出器として働く多結晶シリコン膜の裏側部分の基板を表面から約50μmエッチングを行い、エアーギャップを形成して断熱構造を実現した。センサの動作を確認し、感度も同方式のこれまでの報告よりも良い値が得られ、プロセスの有効性が確認できた。また、赤外線検出用薄膜材料作製法について、湿式法に関する基礎検討を行ったところ、多元化合物多結晶膜の形成に適していることが明らかとなった。次に、太陽電池の反射損失低減のための微細テクスチャー構造の形成を初めて多結晶シリコン基板に対して行った。わずかな表面処理により大きく反射率が減少することを見出した。我々の提案する表面処理が反射損失低減に有効であることを確認できた。この現象はわずかなコストでシリコン結晶系太陽電池の効率向上に寄与できると期待している。
つぎに、免疫バイオセンサに関連して、流路を用いて必要な細胞だけを選別する簡易細胞分離装置、マイクロリアクタの製作も行い、動作を確認した。今回はウェットエッチングやシリコーン樹脂を用いて形成した。今後ドライエッチングの特性を生かし、その他の加工方法も組み入れ、新しいマイクロ構造およびその作製技術の確立を試みていく予定である。

研究成果

• [文献書誌] H.Murotani, Y.Saito: "Highly-sensitive infrared sensors using undoped polycrystalline silicon films"Proc.Int.Conf.on Electrical Eng.2003. 070-1-070-4 (2003)
• [文献書誌] N.Nakamura, Y.Saito: "Helium addition effect on the remote-plasma-enhanced etching of silicon-related materials using anhydrous hydrogen fluoride gas"Proc.International Conference on Electrical Engineering 2003. 067-1-067-4 (2003)
• [文献書誌] 佐藤, 齋藤, 土肥, 尾崎: "金属アルコキシドを用いた湿式化学法によるCdTe膜の形成と特性評価"J.the Ceramic Society of Japan. 111, 7. 509-515 (2003)
• [文献書誌] 室谷, 岡田, 門馬, 齋藤: "ノンドープポリシリコンを用いた高感度赤外線センサ(II)"第51回応用物理学関係連合講演会予稿集. 31a-YB-1 (2004)
• [文献書誌] S.Suzuki, T.Nakasone, K.Ishikawa: "An investigation on the mechanism of EHD phenomena in high intensity and asymmetric electric field"International Conference on Solid State Devices and Materials. 14-1-14-4 (2003)
• [文献書誌] S.Suzuki, K.Ishikawa: "A novel electrohydrodynamics pump for conductive solution using asymmetric AC field"The 7th Conference on Miniaturized Chemical and Biochemical System. 2. 515-518 (2003)