触媒表面を基準面とする化学研磨法の開発

以催化剂表面为基准面的化学抛光方法的开发

• 批准号: 11J00707
• 负责人: 定國 峻
• 金额: $ 0.83万
• 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: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J00707/
• 关键词: 窒化ガリウム; 化学研磨; 遷移金属触媒; CMP; 固体触媒; 光電気化学エッチング

窒化ガリウム(GaN)は次世代デバイス用材料として注目されるワイドギャップ半導体である.その優れた物性を最大限に活用した高性能デバイスの実現には,基板表面を原子レベルに平坦化することが必要不可欠である.しかし,GaNの機械的・化学的安定性から加工は困難であるため,研磨技術の確立は達成されていない.そこで我々は,触媒作用を援用した新しい化学研磨法の開発を行った.これまでの成果として,白金を触媒材料として用いることで原子ステップテラス構造を有する平坦なGaN表面を作製することに成功している.しかし,実用上の観点から加工速度が不十分であることが課題であった.研究実施計画として挙げていた,白金代替触媒の探索を行うことにより,加工の高能率化を実現した.本取り組みではまず,第一原理計算を用いた考察を参考にし,遷移金属を代替触媒の候補として選択した.複数種類の遷移金属の触媒特性を加工実験により検討した結果,CrやNiなど,一部遷移金属が優れた触媒性能を有することが明らかとなった.このとき得られた加工速度は実用化に耐えうるものであった.また,触媒金属は基板表面と接触するため汚染源となり得るが,CrやNiは白金に比べて容易に洗浄除去可能であることも代替触媒の優位点である.加えて,加工後基板をデバイスプロセスへ投入し,各種特性を評価した結果,他の研磨技術によって処理された基板と比較してすべての検討項目で優位あるいは同等であることが示された.以上から.今後,本加工技術が工業的に使用されることが大いに期待される.

The next generation of semiconductor materials is called GaN. In order to maximize the use of high performance materials, it is necessary to planarize the surface of the substrate. The mechanical and chemical stability of GaN is difficult to process, and the establishment of grinding technology is difficult to achieve. A new chemical grinding method was developed by using catalytic action. The results of this research are as follows: Platinum catalyst materials are successfully fabricated with flat GaN surfaces. The processing speed is not very high. Research and implementation plan, platinum instead of catalyst exploration, implementation of high efficiency of processing. The first principles of calculation are used to investigate the selection of candidates for migration of metals instead of catalysts. The catalytic properties of a plurality of migrating metals were investigated during processing. As a result,Cr, Ni and some migrating metals were found to have excellent catalytic properties. The processing speed of this machine is very fast. Cr Ni is easier to clean and remove than platinum, and it is possible to replace the catalyst at the optimal site. After processing, the substrate is put into operation, and various characteristics are evaluated. The results show that the polishing technology of the substrate is superior to that of the other polishing technology. The above is a. In the future, the industrial use of this processing technology is expected.

项目成果

Influence of gallium additives on surface roughness for photoelectrochemical planarization of GaN

镓添加剂对GaN光电化学平坦化表面粗糙度的影响

• 发表时间: 2011
• 期刊: Physica Status Solidi (C) (印刷中)
• 作者: S.Sadakuni;J.Murata;K.Yagi;Y.Sano;K.Arima;T.Okamoto;K.Yamauchi
• 通讯作者: K.Yamauchi

Atomically controlled chemical polishing of GaN using platinum and hydrofluoric acid

• DOI: 10.1002/pssc.201100406
• 发表时间: 2012-03
• 期刊: Physica Status Solidi (c)
• 作者: Shun Sadakuni;J. Murata;Y. Sano;K. Yagi;T. Okamoto;K. Tachibana;H. Asano;K. Yamauchi

Pt触媒を用いたGaN基板平坦化加工とステップテラス構造の評価

使用 Pt 催化剂平坦化 GaN 衬底并评估阶梯平台结构

• 发表时间: 2012
• 作者: Koizumi;Y.;Shimizu;Y.;定國 峻
• 通讯作者: 定國 峻

Structural Observation of 4H-SiC (0001) Surface Planarized by Catalyst-Referred Etching

通过催化剂参考蚀刻平坦化 4H-SiC (0001) 表面的结构观察

• 发表时间: 2011
• 作者: Koizumi;Y.;Shimizu;Y.;定國 峻;Masahiro Tada;定國峻
• 通讯作者: 定國峻

TEM Observation of 8 deg off-axis 4H-SiC (0001) Surfaces Planarized by Catalyst-Referred Etching

通过催化剂参考蚀刻平坦化 8 度离轴 4H-SiC (0001) 表面的 TEM 观察

• DOI: 10.4028/www.scientific.net/msf.679-680.489
• 发表时间: 2011
• 期刊: Materials Science Forum
• 作者: 定國峻;Ngo Xuan Dai;佐野泰久;有馬健太;八木圭太;村田順二;岡本武志;橘一真;山内和人
• 通讯作者: 山内和人