Realization of completely distortion-free processing by plasma nano-manufacturing process and exploration of its theory

等离子体纳米制造工艺实现完全无畸变加工及其理论探索

基本信息

批准号：
21H05005
负责人：
山村和也
金额：
$ 120.56万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-05 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

単結晶GaNウエハ等の平坦化・平滑化を目的とした減圧型PAP装置を試作した。基板対向型プラズマ生成電極とビトリファイドボンド砥石が付けた研磨ヘッドをウエハの対面に左右配置し、ウエハと研磨ヘッドの回転・揺動によりウエハの全面研磨が実現できる。2022年度は、GaNウエハのPAP加工レートを律速する表面改質レートを向上させるため、改質に使用するプロセスガス種の選定を行った。最も酸化ポテンシャルが高いF、OH、Oラジカルを形成できるCF4、H2O、O2プラズマとGaNのエッチング加工によく使用されるH2プラズマを用いてGaNウエハのプラズマ改質実験を行った。改質前後ウエハ表面のXPS分析結果から改質膜の厚さを計算し、H2プラズマがGaNの表面改質に対して最も効果的であることを明らかにした。単結晶ダイヤモンド基板のプラズマ援用研磨における加工特性を評価した。SCD(100)面の研磨レートおよび表面粗さの研磨圧力依存性において、143.8kPa以上の研磨圧力条件では<100>に沿った方向に格子状の表面構造が形成されることで表面粗さが悪化するが、100kPa以下の低研磨圧力条件では表面粗さが向上した。これは酸素ラジカルの吸着等によりダイヤモンド表面原子のバックボンドが弱体化してグラファイトへの相転移が生じやすくなる等の化学的な除去援用効果の比率が増加した結果、等方的な材料除去メカニズムが支配的になり表面粗さが向上したと考えられる。また、研磨後の表面を走査型カソードルミネッセンス測定により評価し、ダイヤモンド砥粒を用いたスカイフ研磨の場合には結晶欠陥に起因するBand-A発光がスクラッチに沿って見られるが、PAP面の場合にはその発光強度は極めて微弱であり、PAPによるダイヤモンドの研磨プロセスはダメージフリーであることを明らかにした。

进行解压缩的PAP装置，以使单个晶体gan晶片扁平和平滑。连接到基质的抛光头将类似基质的等离子产生电极和Vitrafide键晶石放在晶片的面上，并且可以通过旋转和摇动晶圆和抛光头来充分抛光晶圆。在2022财年，用于修改的工艺气体类型的选择，以提高影响GAN晶片的子宫颈抹片处理速率的表面修饰速率。使用H2血浆进行GAN晶圆血浆修饰实验，该实验通常用于蚀刻CF4，H2O，O2血浆和GAN，可以形成F，OH，O -Radical，其具有最高的氧化物潜力。修饰膜的厚度是根据XPS分析在修饰前后在晶片表面的结果计算得出的，并且H2血浆是针对GAN表面修饰的最有效的。评估了血浆中抑制单晶钻石底物的加工特性。在SCD（100）表面的抛光速率和表面粗糙度的抛光速度下，在143.8 kPa或更高的抛光压力条件下，尽管质量降低，表面粗糙度还是在方向上形成。在100 kPa或更少的低抛光压力条件下，粗糙度改善了。结果，化学去除支撑效应的比率，例如由于氧自由基的吸附而引起的钻石表面雾化的骨架，会增加化学去除支撑效应的比率，例如增加相位向石墨，从而增加听话的材料去除机制。此外，抛光后的表面通过扫描大教堂的测量测量来评估，在使用钻石磨粒晶粒进行裙子抛光的情况下，沿刮擦沿刮擦引起的频带A的光发射，但在PAP的情况下他说，它的光发射强度极为弱，并且PAP的钻石抛光过程受损。

项目成果

期刊论文数量（66）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Highly efficient finishing of large-sized single crystal diamond substrates by combining nanosecond pulsed laser trimming and plasma-assisted polishing

DOI：
10.1016/j.ceramint.2023.03.038
发表时间：
2023-03
期刊：
Ceramics International
影响因子：
5.2
作者：
Nian Liu;Kenta Sugimoto;Naoya Yoshitaka;Hideaki Yamada;Rongyan Sun;Kenta Arima;K. Yamamura
通讯作者：
Nian Liu;Kenta Sugimoto;Naoya Yoshitaka;Hideaki Yamada;Rongyan Sun;Kenta Arima;K. Yamamura

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