2019 年度研究成果報告書

大型ダイヤモンド単結晶成長のためのIr薄膜への原子オーダープラナリゼーション

研究課題

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研究課題/領域番号	18K14026
研究種目	若手研究
配分区分	基金
審査区分	小区分26050:材料加工および組織制御関連
研究機関	長岡技術科学大学
研究代表者	會田英雄長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (10811648)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2020-03-31
キーワード	ヘテロエピタキシャル成長 / ダイヤモンド / プラナリゼーション / 化学機械研磨
研究成果の概要	大型ダイヤモンド基板実用化に向けて、新しいダイヤモンド成長プロセスを提案し、そのキーとなるダイヤモンド下地構造としてIr/Si基板構造の作成に取り組んだ。本プロセスの実現には、Ir薄膜の接合転写技術が新たに必要となり、そこでは極微少量プラナリゼーションCMP加工技術が必須である。これは従来研磨技術では困難であることから、磁気浮上機構搭載型研磨加工機を設計試作することで達成し、最終的に目的とするIr薄膜/Si基板構造が得られた。
自由記述の分野	精密加工
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究はダイヤモンド成長に使用するIr薄膜/Si基板構造を達成した。従来のダイヤモンド成長用のIr/MgO下地基板構造ではダイヤモンドとMgO基板との1桁以上異なる熱膨張係数差によりダイヤモンド成長にクラックが発生し、ダイヤモンドの大型化を妨げていた。一方、本研究で達成した構造では熱膨張係数差は殆ど発生せず、クラックフリーダイヤモンド成長が理論的に可能である。これにより、ダイヤモンドを用いた高効率なパワーエレクトロニクスデバイスの実現性を高めることができた。