界面電荷移動反応制御による新規ウェット系インテグレーションプロセスの開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14040220
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 本間 敬之 早稲田大学, 理工学部, 助教授 (80238823)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 逢坂 哲彌 早稲田大学, 理工学部, 教授 (20097249) ; 庄子 習一 早稲田大学, 理工学部, 教授 (00171017)
• Keywords: ナノ構造形成・制御 / マイクロファブリケーション / ナノ表面界面 / MEMS / マイクロ化学システム / ナノデバイス造形 / 電気化学 / 微細プロセス技術

Research Abstract

本研究はグローバルインテグレーションの要素技術であるウェットプロセスについて,本課題では、理論的・実験的アプローチから、その特有の因子である固液界面電荷移動反応を素過程レベルで解明し,これに基づいた原子レベルからの形成プロセス制御を可能とする新規な金属析出(微細機能構造構造形成)プロセスおよび微細エッチングプロセスを開発し,さらに両者を統合した三次元機能構造を形成する新規インテグレーションプロセスへと展開することを目的としている.本年度は,無電解析出反応により微細金属構造の反応形成を行うための基礎的検討,およびインテグレーションシステム実現の基盤技術である三次元微細構造形成のための位置選択的シリコン微細エッチングプロセス,さらに電解法による微小構造体形成プロセスについて検討を行った.
まずナノ構造形成プロセスとしての有効性が期待される無電解析出反応系について,代表的還元剤であるホルムアルデヒドとグリオキシル酸に着目し検討した.研究者らが開発した非経験的分子軌道法を用いた手法を発展させた解析より,金属表面における吸着/脱離エネルギーが反応に大きく寄与することが示唆された.この結果はアノード分極測定による実験的解析の結果からも確認された.さらに無電解反応系における表面触媒活性度解析のためのクラスタモデルについて詳細な検討を行い,22原子からなるモデルを構築し,その妥当性を確認した.位置選択的シリコンエッチングプロセスについては,裏面にマスクを付与し光照射によるホールの生成状態を制御することで,端部まで均一な高アスペクト微細孔の形成を可能とする手法を開発した.さらにマイクロリアクターを用いた微量化学分析システムについて,三次元立体構造を有する微小櫛歯電極アレイをNi電解析出法により形成し,その高感度検出システムとしての有効性を確認した.

Research Products

• [Publications] T.Homma, A.Tamaki, H.Nakai, T.Osaka: "Molecular orbital study on the reaction process of dimethylamine borane as a reductant for electroless deposition"J. Electroanal. Chem.. (in press). (2003)
• [Publications] T.Homma, H.Sato, H.Kobayashi, T.Osaka, S.Shoji, et al.: "Sn electrodeposition process for fabricating microabsorber arrays for an X-ray microcalorimeter"J. electroanal. Chem.. (in press). (2003)