機能性難加工材料の研磨特性に関する基礎研究

摘要

現在，半導体デバイスとしてSi（シリコン）が一般的に用いられているが，次世代パワーデバイスとしてGaN（窒化ガリウム）が期待されている．GaN はSiC（炭化シリコン）と同様に，Si と比較してバンドギャップが広く，熱伝導性，絶縁破壊電界等の点においても優れた性質を有する．しかしながら，パワーデバイス材料としての研究蓄積として，特にデバイス製造工程に必須となる研磨加工に関するものは未だ少なく，他の材料と比較してもそのメカニズムには未解明な点が多い．GaN は最終研磨加工において，高度な表面性状を確保した上で高い生産性が要求されるが，熱的·化学的に安定な材料であるため容易に研磨することができない．そこで本研究では，GaN の研磨特性に関する基本的把握を目的として，力学的加工条件（加工圧力，相対速度等）および化学的加工条件（スラリー種，pH 等）に着目し，研磨特性を追究しつつ研磨メカニズムを考察しようとするものである．これまでコロイダルシリカスラリーを用いたGaN の研磨に関する研究が一部で行われているが，本稿ではダイヤモンドスラリーを用いた前加工工程について検討した．ここでは，これまで行ってきたニオブ酸リチウムの加工特性と比較しつつ，研磨圧力，スラリー濃度およびスラリーpH がGaN の研磨特性に及ぼす影響について調査した．