触媒基準エッチング法による半導体基板平坦化技術の開発

使用催化剂蚀刻法的半导体基板平坦化技术的开发

基本信息

批准号：
07J52763
负责人：
村田順二
金额：
$ 0.58万
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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J52763/
关键词：
ワイドギャップ半導体平坦化加工触媒

项目摘要

SiCやGaNに代表されるワイドギャップ半導体は次世代の高周波パワーデバイス、また光デバイス用材料として期待されている。しかしこれらの材料は高硬度・化学的安定性などの性質をもつことから、従来の研磨技術では所望の表面を得ることが困難であり、優れたデバイス性能が得られない要因の一つとなっていた。本研究ではこれらの問題点を解決しうる加工法として触媒基準エッチング法の開発を行った。触媒基準エッチング法では過酸化水素水溶液中に浸漬した鉄触媒表面上で生成されるOHラジカルを半導体表面の平坦化に利用する研磨法である。本加工法は化学的な加工を触媒基準面上で行うため、平坦かつダメージのない表面を得ることが可能である。本加工法によりSicやGaN表面の研磨を行った結果、他の研磨法と比較して高度に平坦でありダメージの存在しない超精密平坦面を創生することが実現された。さらに本加工法の加工速度を向上させ、産業に広く応用させることを目的とし、光照射により加工をアシストする手法を提案し開発をおこなった。その結果鉄触媒と過酸化水素を用いた研磨に対し、10倍の加工速度を得ることが可能となった。また加工後表面は高度に平垣であることが確認された。本研究によりこれまでに得られなかったSiCやGaN基板の超精密平坦面が得られ、本加工法で研磨した基板を用いることにより、光デバイスや高周波パワーデバイス等の分野において優れたデバイス性能が実現される可能性を示すことができた。

宽阔的间隙半导体（例如SIC和GAN）有望用作下一代高频电源设备和光学设备的材料。但是，这些材料具有高硬度和化学稳定性等特性，因此很难用常规抛光技术获得所需的表面，这已成为无法出色的设备性能的原因之一。在这项研究中，开发了一种基于催化剂的蚀刻方法作为一种可以解决这些问题的处理方法。基于催化剂的蚀刻方法是一种抛光方法，其中浸入过氧化水溶液溶液中的铁催化剂表面上产生的OH自由基用于平稳化半导体的表面。这种处理方法涉及在催化剂参考表面上进行化学处理，从而可以获得平坦的，未破坏的表面。由于使用这种处理方法抛光了SIC和GAN表面，已经意识到表面是高度平坦的，与其他抛光方法相比没有损坏。此外，为了提高这种处理方法的处理速度并将其广泛应用于行业，我们提出并开发了一种方法，以通过光照射来协助处理。结果，已经有可能获得使用铁催化剂和过氧化氢抛光的加工速度的10倍。还证实了处理后的表面高度平坦。这项研究提供了到目前为止尚未获得的SIC和GAN底物的超精确平面表面，并且通过使用使用这种处理方法进行抛光的底物，已经表明，在光学设备和高频功率设备等领域中可以实现出色的设备性能。