2011 Fiscal Year Annual Research Report
自発的秩序構造を利用した半導体ナノ・マイクロ規則構造の作製とその応用
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20241026
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| Research Institution | Kogakuin University |
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Principal Investigator |
小野 幸子 工学院大学, 工学部, 教授 (90052886)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿相 英孝 工学院大学, 工学部, 准教授 (80338277)
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| Keywords | ナノ材料 / ナノバイオ / 先端機能デバイス / 半導体超微細加工 / 材料加工・処理 |
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| Research Abstract |
平成23年度は前年度に引き続き,汎用性のある材料創製技術の確立を目的に,Si以外にもGaAs,InPなどの半導体あるいは金属材料へ申請者らが提案する構造転写プロセスの適用性を検討した。平成21年度までは基板をエッチングする際に,金属触媒エッチングを主に利用していたが,22年度以降は主に電解エッチングを利用し,二次元平面の構造転写に留まらず,基板深さ方向にも規則構造を維持した三次元規則構造体の作製条件の最適化に努めた。当初,コロイド結晶を直接マスクとした単純なネガポジプロセスを中心に研究を進めてきたが,既存のフォトレジストを用いたマスク形成技術を導入することで,従来よりも規則性,再現性に優れた,三次元規則構造体の作製条件を見出し,テンプレートとして利用する微粒子の粒径を調整することでマスク開口部の周期も高度に制御する手法を確立した。
周期的な開口部を持つフォトレジスト製ハニカムマスクを介したInP基板のアノード電解エッチングにおいては,孔の成長挙動に対する結晶面の影響を明らかにするとともに,孔発生位置を二次元平面でパターン化することでポーラス構造の自己組織化に基づき既存のリソグラフィー技術では作製困難な幾何学パターンを自発的に誘導した。孔発生位置をマスク開口部に限定しn-InP(100)基板をアノード電解エッチングした結果,マスク開口部を起点として結晶方向によらず放射状に孔が成長し,同心円状に成長したポーラス構造(ドメイン)は隣接するドメインと接することで基板表面において正六角形のタイリングを自己組織化的に実現した。ドメインの境界線はマスク開口部間の垂直二等分線に相当することから,得られた幾何学パターンは各ドメインの勢力圏を反映したボロノイ分割図とも言え,二次元平面の新たなパターニング法を実証した。
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[Patent(Industrial Property Rights)] 多孔質材料の製造方法2010
Inventor(s)
小野幸子, 阿相英孝, 原口智, 亀田常治, 伊藤義康, 新藤尊彦, 早見徳介, 久里裕二, 窪谷悟
Industrial Property Rights Holder
学校法人工学院大学, 株式会社東芝
Industrial Property Number
特願2010-047500,特開2011-179103
Filing Date
2010-03-04
Acquisition Date
2011-09-15
