パワーデバイス用の単結晶SiC、GaN、ヒートスプレッダや耐摩耗性コーティング用のダイヤモンド等の硬脆機能材料の仕上げ加工には、無歪かつ高能率な研磨能力が要求されます。しかしながら、これらの難加工材料に対して従来の工具と材料の硬度差を利用する物理的な機械加工法を適用すると脆性破壊や塑性変形現象を利用するため、加工面には必然的にダメージが導入され、基板が本来有する優れた物理・化学的性質を維持できません。また、化学機械研磨 (CMP) ではダメージは導入されないものの、研磨レートが低い、薬液を含むスラリーを用いるため環境負荷が大きい、といった問題を有します。
これらの問題を解決するために、プラズマを用いて難加工材料の表面を改質し、軟質砥粒を用いて軟質な改質膜を除去するプラズマ援用研磨法 (PAP: Plasma – assisted Polishing) が開発されました。本手法を適用するとワイドギャップ半導体材料やダイヤモンドを極めて高能率かつダメージフリーに研磨でき、サブナノメータオーダの表面粗さが得られます。本セミナーでは、プラズマ援用研磨法の原理とその応用例を紹介します。
- プラズマ援用研磨 (PAP) とは?
- プラズマ援用ナノ製造プロセスの必要性
- 化学機械研磨 (CMP) とPAPの比較
- プラズマ援用研磨のターゲット
- 加工原理
- プラズマ照射による表面改質効果
- 単結晶SiCにおけるプラズマ酸化と熱酸化の比較
- プラズマ援用研磨の研磨メカニズムと研磨面の評価
- 研磨事例の紹介
- 4H-SiC (0001)
- GaN (0001)
- 反応焼結SiC
- AlN焼結基板
- 単結晶ダイヤモンド
- 多結晶ダイヤモンド
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