プラズマ援用研磨プロセスによる単結晶GaN基板の高能率無歪加工

大面積のGaN基板のプラズマ援用研磨（Plasma-assisted polishing: PAP）においては、プラズマ改質レートを向上するために、プラズマ照射面積を増加するのは一番効率的な方法である。大気圧プラズマより、減圧下でのプラズマは不安定なアーク放電に移行しにくくなり、大面積かつ安定なグロー放電状態を維持しやすい。したがって、今年度は、プラズマ改質レートを増加するため、大気圧PAPの代わりに、減圧PAP装置を立ち上げた。真空チャンバーの圧力及び平板電極とGaNウエハ間の距離の最適化により、減圧下でも安定なグロー放電CF4プラズマが発生でき、2inchのGaNウエハの全面照射が実現できた。X線光電子分光（XPS）によるCF4プラズマ照射前後のGaN基板表面の化学結合状態を分析した。その結果、減圧CF4プラズマ照射によりGaNウエハ全面的にGaF3改質層が形成したことがわかった。次に、改質されたGaNウエハに対して、軟質なCeO2ビトリファイドボンド砥石を用いて研磨実験を行ったところ、GaF3改質層を完全に除去できることも確認できた。

大面積のGaN基板のプラズマ援用研磨（Plasma-assisted polishing: PAP）においては、プラズマ改質レートを向上するために、プラズマ照射面積を増加するのは一番効率的な方法である。大気圧プラズマより、減圧下でのプラズマは不安定なアーク放電に移行しにくくなり、大面積かつ安定なグロー放電状態を維持しやすい。したがって、今年度は、プラズマ改質レートを増加するため、大気圧PAPの代わりに、減圧PAP装置を立ち上げた。真空チャンバーの圧力及び平板電極とGaNウエハ間の距離の最適化により、減圧下でも安定なグロー放電CF4プラズマが発生でき、2inchのGaNウエハの全面照射が実現できた。X線光電子分光（XPS）によるCF4プラズマ照射前後のGaN基板表面の化学結合状態を分析した。その結果、減圧CF4プラズマ照射によりGaNウエハ全面的にGaF3改質層が形成したことがわかった。次に、改質されたGaNウエハに対して、軟質なCeO2ビトリファイドボンド砥石を用いて研磨実験を行ったところ、GaF3改質層を完全に除去できることも確認できた。