2016年度

JFCC研究成果集

新たな価値を創出する革新材料開発と先端解析技術

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R-3
2016

化学エッチングによるダイヤモンド単結晶表面の平坦化技術の開発

技術のポイント

アルカリ溶融液を用いた化学エッチングでダイヤモンド単結晶表面を短時間で平坦化する
基礎研究


背景
究極なパワー半導体材料であるダイヤモンドは高硬度且つ化学的安定性が高いため、研磨加工の低効率が問題になっている。前工程のダメージ層を取り除き、ウエハ表面を短時間で平坦化する技術が強く求められている

目的
ダイヤモンド単結晶表面を短時間で平坦化する化学エッチング法を開発する

成果
(1) ダイヤモンド単結晶表面を高速エッチングする高温KCl+KOH溶融液の開発に成功し、(001)表面のエッチレートは2μm/hを達成した
(2) 処理したダイヤモンド表面の平坦性が大幅に向上（Ra=0.087μm）


・実験方法： 化学エッチング　KCl:KOH=60:1、約1100℃
表面形状観察・粗さ計測　レーザー顕微鏡

ダイヤモンド単結晶ウエハエッチング前後の比較
(a)表面、処理前、 (b)表面、処理後、 (c)裏面、処理後
処理前後表面のレーザー顕微鏡像
(a) 処理前、 (b) 処理後



期待される適応分野
ダイヤモンドウエハの作製・加工
ダイヤモンド表面ダメージ層の除去
宝飾品の加工・表面処理
パワー素子用ダイヤ基板加工の
簡略化・低コスト

参考文献 ： Y. Yao, Y. Ishikawa, et al., Diamond and Related Materials 63 (2016) 86-90
特許出願： 2014-259658



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