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触媒作用を援用した化学研磨プロセスによるSiC基板表面平坦化に関する研究

利用催化作用的化学抛光工艺平坦化SiC衬底表面的研究

基本信息

批准号：
18760102
负责人：
久保田章亀
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

近年,次世代パワー半導体デバイス用材料として,ワイドバンドギャップ半導体である単結晶シリコンカーバイド(SiC)が注目され,Siの性能を超えるデバイスの研究開発が行われている.さらなるSiCデバイスの高性能化には,単結晶SiCの結晶欠陥の低減や酸化膜界面の高品位化などの技術開発が望まれている.これらの技術開発のための基礎技術として,原子レベルで平坦かつ超清浄なSiC表面を得るための表面処理技術や表面加工技術を確立することは極めて重要である.本研究の目的は,触媒作用を援用した化学研磨プロセスによって,原子レベルで平坦,かつ結晶構造に乱れのないSiC基板表面を創成することである.今年度は,以下の項目を実施した.1 単結晶4H-SiC基板の加工特性の評価触媒作用を援用した化学的研磨法を用いた時の加工速度の面方位依存性(4H-SiC(0001)面(Si面)と(000-1)面(C面)),荷重依存性,時間依存性,回転数依存性などの基礎的加工特性を基礎実験により明らかにした.2 原子レベルで平滑化された4H-SiC(0001)基板表面の作製試作した簡易型加工装置を用いて,4H-SiC(0001)面(Si面)の加工を実施した.加工表面を原子間力顕微鏡(AFM)で観察した結果,表面粗さ(Peak-to-Valley)1nm以下,最小二乗平均粗さ(Root-mean-square)0.1nm以下の原子レベルで平滑な表面であることが確認できた.また,位相シフト干渉顕微鏡(ZYGO)で観察した結果,前加工面上に存在していた無数の研磨痕,表面凹凸が完全に除去されていることも確認できた.

In recent years, the next generation of semiconductor materials has attracted much attention, and the research and development of Si performance has been in progress. In order to improve the performance of SiC film, it is expected to develop the technology of improving the interface quality of SiC film with low reduction and acidification. The basic technology of this technology development is very important, and the surface treatment technology and surface processing technology are very important. The purpose of this study is to use catalytic action to chemically grind SiC substrates, to flatten the surface of SiC substrates, and to create a crystalline structure. In this year, the following items have been implemented: 1. Evaluation of processing characteristics of single crystal 4H-SiC substrates; 2. Area orientation dependence of processing speed when using chemical polishing methods (4H-SiC (0001) plane (Si plane) and (000-1) plane (C plane)), load dependence, time dependence, and return number dependence. Basic processing characteristics are used in the test of 4H-SiC (0001) substrate surface processing. The machined surface was observed by atomic force microscope (AFM), and the surface roughness was less than 1nm, and the least square average roughness was less than 0.1 nm. As a result of the observation of the phase mirror (ZYGO), numerous grinding marks were found on the pre-machined surface, and the surface irregularities were completely removed.