水分解触媒電極を用いた超純水電気化学加工法の研究

水分解催化剂电极电化学处理超纯水的研究

• 批准号: 05J52762
• 负责人: 一井 愛雄
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J52762/
• 关键词: 超純水; 電気化学加工; シリコン; 平坦化; 触媒電極; アルミニウム; アルカリエッチング; 微粒子; MEMS; 型加工

申請者は、水分子を解離する機能を有する官能基で修飾された電極表面で水分子を分解し、電気化学的にH^+を被加工物表面に供給して加工を行う方法を提案した。この方法では超純水中においては電極間距離の接近した部分しかイオン電流が流れないため、微細構造を作製しているのに適している。そこで工具電極と試料電極の電極間をサブミクロンまで接近できる装置を作製し、この装置の陽極側の工具電極には4級アンモニウム基(-N+(CH_3)_3)を修飾した先端半径11μmの金電極を用い、陰極側の試料電極にはAlを装着し超純水中で加工を行った。その結果、直径3μmの微細な加工痕を作製することができた。さらに申請者は実用速度で様々な材料を平滑・任意形状加工することを目指して、4級アンモニウム基修飾微粒子を超純水中に分散した液を利用した加工法を開発した。一般的なSiのエッチングにはKOH水溶液や有機アンモニウム溶液が用いられているが、加工後の表面粗さは市販ウエハから大きく悪化する。これは溶液内の重金属が析出するためである。さらにアルカリ金属イオンが存在するとSi内にイオンが浸透し、電気特性が変化するため電子デバイスの製造プロセスには適用できない。申請者の開発した方法では、微粒子と重金属イオンやアルカリ金属イオンとを透析により容易に分離できるため、平滑に加工でき、また電子デバイス製造プロセスにも適用できる。さらに加工に用いた微粒子は透析により再生できるため廃棄物を出さず環境にも優しい。まず透析により高純度化した粒径30nmの微粒子分散液中において陰極側のp-Si(001)を電気化学加工した。その結果、64×48μmにおいて0.1228nmRaの平滑表面が作製できた。また粒径サイズや官能基を変えることでSi、Alの電極形状が転写された構造も実用速度で作製でき、この構造をもとにしたNC加工も可能であることがわかった。

The applicant proposes a functional group-modified electrode surface that dissociates water molecules and decomposes water molecules, and a processing method that supplies electrochemical H^+ to the surface of the workpiece.このmethodではUltrapure waterにおいてはThe distance between the electrodes is close to the partしかイThe flow of the current is fine, and the fine structure is fine.そこでTool electrode and specimen electrode The (-N+(CH_3)_3)-modified gold electrode with a tip radius of 11 μm was used, and the sample electrode on the cathode side was mounted in Al and processed in ultrapure water. As a result, fine machining marks with a diameter of 3μm are produced.さらにApplicant は実 Use speed で様々な material をSmooth and arbitrary shape processing することを Eye finger して, 4 The high-grade ammonium-based modified microparticles are dispersed in ultrapure water and prepared using the した processing method. General なSiのエッチングにはKOH aqueous solution and organic アンモニウム solution Use いられているが, and the surface after processing is rough さは commercially available ウエハから大きく檪化する. The heavy metals in the solution are precipitated.さらにアルカリmetal イオンがexistent するとSi内にイオンがinfiltrated し、electricity気Characteristics are used in electronic manufacturing and manufacturing of electronic products. Applicant's method of opening and closing, microparticles and heavy metal dialysis method It is easy to separate and smooth, and it is suitable for smooth processing and electronic manufacturing. It is processed and used, and microparticles are dialyzed and regenerated, and waste is discarded and the environment is optimized. It is used for high-purity dialysis and the dispersion of fine particles with a particle size of 30 nm. It is also used for electrochemical processing of p-Si (001) on the cathode side. The result is a smooth surface of 64×48μm 0.1228nm Ra.またParticle size サイズやFunctional group を変えることでSi, Al のElectrode shape が転WRITE された Structure もIt is possible to use the speed and speed of the production and the structure of the NC machining.

项目成果

Fabrication of flat silicon surfaces using ion-exchange particles in ultrapure water

使用超纯水中的离子交换颗粒制造平坦的硅表面

• 发表时间: 2007
• 期刊: Electrochimica Acta 52
• 作者: T. Suzuki;H. Goto and K. Hirose;Y. Ichii and H. Goto
• 通讯作者: Y. Ichii and H. Goto

基板表面の加工方法

基材表面处理方法

• 发表时间: 2006

Electrochemical etching using surface carboxylated graphite electrodes in ultrapure water

• DOI: 10.1016/j.electacta.2005.03.017
• 发表时间: 2005-09-20
• 期刊: ELECTROCHIMICA ACTA
• 影响因子: 6.6
• 作者: Ichii, Y;Mori, Y;Goto, H
• 通讯作者: Goto, H

Electrochemical Etching Using Surface-Sulfonated Electrodes in Ultrapure Water

在超纯水中使用表面磺化电极进行电化学蚀刻

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Electrochemical Society 153(5)
• 作者: Y. Ichii;Y. Mori;K. Hirose;K. Endo;K. Yamauchi and H. Goto
• 通讯作者: K. Yamauchi and H. Goto

Development of Eco-Friendly Electrochemical Etching Process of Silicon on Cathode

阴极硅电化学刻蚀工艺的开发

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Electrochemical Society 153(10)
• 作者: Y. Ichii;Y. Mori;K. Hirose;K. Endo;K. Yamauchi and H. Goto;Y. Ichii and H. Goto
• 通讯作者: Y. Ichii and H. Goto