触媒法によるシリコンへのナノサイズ孔・溝形成技術の開発

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銀、白金、金などの貴金属を触媒粒子を用いたウエットプロセス(エッチング液:過酸化水素とフッ酸の混合水溶液)により、これらの触媒粒子がシリコンに沈み込み、シリコンにそれら粒子サイズの細孔を形成できることを明らかにした。さらに、これらの粒子の形状によっては、シリコン内部に螺旋孔が形成できることも明らかにした。今のところ、螺旋のピッチ、螺旋径、回転方向などは、制御できていないが、白金触媒を用いた場合には、ピッチと径は比較的そろっていることも見出された。また、別途行った研究から、この方法で作成した細孔への金属の充填が可能であることもわかっているので、螺旋孔に金属を充填することにより、シリコン内部への電気コイルを形成するなどの応用の可能性が示されたことになる。また、ウエットプロセスにおいて電気化学を併用し、触媒ワイヤに電気化学的電位を加え、触媒を利用した電気化学酸化とフッ酸溶液によるエッチングを併用した溝形成も検討した。その結果、溝形成速度が従来より10倍以上速くなることも見出した(最高速度、0.7mm/h)。予備的結果ではあるが、溶液を用いず、エッチング成分の蒸気を用いることにより、これらの孔・溝形成が気相反応(ドライプロセス)でも行えることを示す結果も得ることができた。ただし、現時点では、この場合、孔・溝形成速度はウエットプロセスと比べると一桁以上遅いこと、また、直線的な孔・溝形成が難しいこと、などの結果となっている。