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2023/10 Vol.126

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特集 物理化学ナノ製造プロセスの最前線

単結晶ダイヤモンド基板のドライ/ウエット加工法

久保田 章亀(熊本大学)

はじめに

ダイヤモンドは、高硬度かつ化学的に安定であることから、切削工具や超硬合金金型の代替型などをはじめ、さまざまな分野で用いられている(1)。最近になって、パワー半導体デバイスの開発を目的とした単結晶ダイヤモンド基板の研究・開発が精力的に行われはじめている(2)〜(5)。これは、ダイヤモンドは、他の半導体材料と比べ、高い熱伝導率や5.47eVという広いバンドギャップを持つなど、非常に優れた特性を持っていることから、高耐圧、低損失、高速動作などを実現できるパワー半導体デバイス用材料として期待されているからである。今後、ダイヤモンドの持つ物性を十分に生かした良好な半導体デバイスを作製するためには、ダイヤモンドの結晶成長技術(大口径化・高品質化)やエピタキシャル膜成長技術とともに、デバイスの下地となるダイヤモンド基板を原子レベルで平坦、かつ無擾乱に仕上げる加工技術の開発が必要不可欠になるものと思われる。原子レベルで平坦なダイヤモンド基板表面を作製するために、我々は、湿式環境下における触媒援用ウエット加工や大気環境下における摩擦化学反応を利用した、真空紫外光(VUV、Vacuum ultraviolet)を援用したドライ加工などの新しい化学的加工法の研究・開発を行っている。本稿では、ウエット加工、ドライ加工によるダイヤモンド基板の平坦化加工の実施例について紹介する。

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