Our Laboratory（ラボ概要）
現代社会の技術課題を解決するために、反応工学を駆使して半導体結晶材料の研究を行っています。
We are researching semiconductor materials and developing its production process, in order to solve current various problems.
Process to Get Solutions
Research field 研究分野
反応工学 (Reaction engineering)& 材料工学 (Materials engineering)
半導体結晶(Semiconductor materials, Si ＆ SiC)
Current Problems and Solutions
Research subject 研究課題
Research outline 概要
Applications of reaction engineering
当ラボでは、種々の素材と材料及びそれらの生産技術を反応工学の視点から研究・開発することに取り組みます。特に、固体の表面で生じる化学過程の解析・設計・活用・最適化などを目指すと共に、それに関わる装置の開発を行っています。主な対象としている物質は、半導体シリコン(Si)結晶と炭化珪素(SiC)結晶です。電子デバイス製造プロセスにおいては化学気相堆積法により結晶薄膜を形成したり、エッチングや洗浄などを行います。我々は、それらの方法と装置の開発を主要研究課題としています。
We are studying reaction engineering for the research and development of semiconductor silicon, silicon carbide, and their production processes.
Our targets are the research, development and consulting for chemical vapor deposition (CVD), reactor cleaning, dry etching, wet cleaning and surface contamination.
Silicon technology シリコン表面現象解析
半導体プロセスは可燃性ガス･腐食性ガスなどを使用するため、反応器の中の現象を容易に調べることはできません。特に、固体の表面で生じている現象を実験的に知る方法は極めて限られています。また、ガスや水などの流体の動きは見えず、想像することも容易ではありません。そこで、実際の装置の形と大きさを組み込んで熱流体数値計算を行い、反応器の中の熱、反応性物質の動きを捉え、それらを解析します。すると固体の表面の様子が描き出されて来ますので、表面化学反応の像を描き出し、反応速度を予測･設計します。それらの情報を基にプロセスと装置の開発に繋げて行きます。これまでに解析した表面プロセスには、トリクロロシランによるシリコンエピタキシャル成長、塩化水素によるシリコンエッチング、三フッ化塩素によるシリコン・炭化珪素エッチングなどがあります。
Nobody can watch the inside of reactor used in semiconductor manufacturing processes, because it uses various highly reactive gases and liquids at high temperatures, maintaining very clean environment. Thus, the theoretical approach from the transport phenomena and chemical reactions to the surface phenomena are performed. We have analyzed the processes of silicon epitaxial growth, rapid thermal annealing, flash lamp annealing, and etching of silicon and silicon carbide.
Silicon carbide technology 炭化珪素結晶
パワーデバイス用結晶として有望視されている炭化珪素については、三フッ化塩素ガスを用いたエッチング技術により平坦な表面を維持してエッチングする条件、結晶欠陥を凹みとして顕在化させる条件の両方を把握し、広範囲に使える新手法として開発を進めています。
この技術を利用して、炭化珪素ウエハの高速エッチングや炭化珪素薄膜形成装置のクリーニング技術を開発しています。
Silicon carbide is well known tough material. However, device manufacturing process must have any chemical etching technique. We are developing the etching technique using chlorine trifluoride (ClF3) gas, for high rate etching, etch pit formation and reactor cleaning.
By applying this behavior, we are developing the technologies of high-speed SiC wafer mirror etching and SiC chemical vapor deposition reactor cleaning.
SiC defects characterization
High speed etching of SiC
Applications for future 今後の展開
プロセス・方法を主体とする研究は、種々の物質の生産技術に展開できます。そこに企業などから新たな課題を持ち込んで頂くことにより、全く新しい展開に結びつき、予想外の領域に派生して行くことがあります。その途中において見かける何気ない常識を疑うだけで、「こんな簡単な方法でできるのか」という方法・装置・原理を生み出すことが意外にあるので、楽しみです。今後もいろいろな物質・プロセスの実践的研究に挑戦したいと考えています。
Our main concept is to apply processes and methods of chemical reaction and transport phenomena for achieving materials having various functions for various demands. Such the approach often gives very simple solutions for various current and future problems. We will further try to get simple solutions for materials.