| 研究課題/領域番号 |
23K13233
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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) |
2023-04-01 – 2025-03-31
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| キーワード | 固定砥粒 |
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| 研究実績の概要 |
今年度には、GaNウエハの高能率低コスト一貫加工プロセスの一環として、固定砥粒を用いたGaNウエハの高速ラッピングプロセスの開発を行いました。加工レートの向上とウエハ表面粗さの低減を目標とし、各種加工液とGaNの加工特性の相関評価を行うとともに、加工メカニズムの解明も試みました。また、砥粒径、砥石結合強度、回転数、水添加レート、加工荷重などの加工パラメータの最適化も行いました。その結果、同じ粒径の固定砥粒定盤を使用する場合、従来のダイヤモンドスラリーを用いた遊離砥粒ラッピングと比較して、約10倍の研磨レートを得るとともに、表面粗さSa0.5 nm以下の表面も実現しました。
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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
GaN種基板作製→GaNバルク結晶成長→GaNウエハ作製→ラッピング粗加工→仕上げ研磨→GaNデバイス化などの六つメイン工程で構成されています。現状では、加工部分（ラッピング＆仕上げ研磨）のコストは全プロセスコストの約5割を占めているため、GaNデバイスの社会実装を律速しております。GaNデバイスの製造コストを飛躍的に低減するために、本研究では、固定砥粒を用いた高速ラッピング法とプラズマ援用研磨法を組み合わせたGaNウエハの高能率低コスト一貫加工プロセスの開発を目的としました。今年度には、仕上げ工程の前段階として、ラッピング工程ではGaNウエハの平坦化と表面粗さの初期低減を目的として、加工レートとウエハ表面粗さに関わる加工パラメータの最適化により、GaNウエハの表面粗さSaを0.5 nm以下を実現した上で、従来のダイヤモンドスラリーを用いた遊離砥粒ラッピングプロセスの10倍除去レートを得られました。
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| 今後の研究の推進方策 |
固定砥粒を用いた高速ラッピングによって得られたGaNウエハに対し、高能率なプラズマ援用研磨プロセスを開発する予定です。本プロセスでは、プラズマ発生条件の最適化と反応モデルの構築により、表面反応速度を向上させます。さらに、プラズマ援用研磨法専用の砥石を開発することで、研磨レートを向上させ、原子レベルの平滑表面を実現することを目指します。固定砥粒を用いた高速ラッピングプロセスと合わせて、スラリーを用いない革新的な高能率無歪加工プロセスを構築します。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
プラズマ援用研磨専用サンプルホルダーの設計および製作には、予想以上の時間がかかりましたので、年度内の納品は達成できませんでした。既に発注手続きを行っており、来年度の初めに納品される予定です。納品後は、研究を予定通り進める予定です。
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