Kanazawa University의 전자 및 통신 연구소의 Tokuda Norio 부교수로 구성된 연구 그룹 (박막 전자 공학 실험실)과 Natural Sciences 대학원의 박사 과정 인 Nagai Masatsugu는 Makino Toshiharu, Diamond Devices의 Makino Team의 Makino와 공동 연구를 해왔습니다 Yamazaki Satoshi 연구원과 최고 연구원 Kato Soramitsu (2017 년 7 월에 종합 파트너십 계약이 체결됨)온라인 바카라아몬드 고속이방성 에칭(※ 1) 기술이 개발되었습니다。
에너지 절약 및 저탄소 사회를 실현하기위한 주요 기술로서 차세대 전력 장치의 개발이 필요합니다온라인 바카라아몬드는 가장 높은 전력 장치 재료입니다고장 필드(※ 2) 및캐리어 이동성(*3) 열전도도결과적으로 궁극적 인 전력 장치 재료가 될 것으로 예상됩니다 온라인 바카라아몬드는 지금까지 가장 어려운 재료입니다플라즈마 프로세스(*4)가 사용되었지만, 에칭 속도가 낮기 때문에 비 플라즈마 공정을 사용하여 온라인 바카라아몬드에 대한 고속 이방성 에칭 기술의 개발에 대한 희망이 있었고, 에칭 표면 근처에 혈장 손상이 장치 특성을 저하시키고, Selicon 과정에서 사용 된 이방성 에칭의 부재가 없기 때문에 혈장 손상이 형성되었다
이번에는 연구 그룹이 플라즈마를 사용하지 않는 니켈을 사용합니다탄소 고체 용액 반응(※ 5)를 사용하여 온라인 바카라아몬드 에칭에 중점을 둔 우리는 온라인 바카라아몬드를위한 고속 이방성 에칭 기술을 개발했습니다
우리는 향후이 기술을 적용함으로써 에너지 절약, 저탄소 사회의 실현에 기여할 매우 낮은 손실 온라인 바카라아몬드 전력 장치의 생성을 기대합니다
이 연구 결과는 2018 년 4 월 27 일 오전 10시 (영국 시간)에서 International Academic Journal "과학 보고서"의 온라인 버전에 실 렸으며,"온라인 바카라아몬드 처리 방법 "특허를 신청했습니온라인 바카라 연구의 일부는 과학 연구를위한 일본 과학 연구 (JSPS) 보조금과 과학 연구 및 Kanazawa University의 독립적 인 전략적 연구 프로모션 프로그램 (Senkai Project)의 지원으로 수행되었습니다
세계 에너지 소비가 매년 증가하고 있으며 글로벌 에너지 부족에 대한 우려가 있습니다 따라서 발전을 통해 생성 된 에너지 (전기)를 사용하는 데 더 많은 효율이 필요하며, 이에 대한 열쇠는 전력을 제어하는 것입니다전원 장치(※ 6)을 잡고 있습니다 현재 주류 인 SI (Silicon) 전력 장치는 높은 수준의 개발을 거쳤지만 성능은 이미 한도에 접근하여 SI 전원 장치의 성능을 더욱 향상시키기가 매우 어렵습니다 따라서, Si보다 우수한 물리적 특성을 갖는 SIC (실리콘 카바이드), 간 (질화물) 및 GA2O3(갈륨 산화물), 온라인 바카라아몬드 등넓은 밴드 갭 반도체(※ 7)은 최근 몇 년 동안 주목을 받고 있습니다 특히 온라인 바카라아몬드는 반도체 재료의 가장 큰 고장 전기장 및 캐리어 이동성뿐만 아니라 재료의 가장 높은 열전도율을 가지고 있습니다 이는 전력 장치에 필요한 고전압 저항, 낮은 손실, 고속 및 소형화를 달성하는 데 매우 유리한 기능이며 온라인 바카라아몬드는 전원 장치의 최고의 재료가 될 것으로 예상됩니다 그러나 장치 구조를 제조하기 위해 가장 높은 수준의 경도 및 화학적 안정성으로 온라인 바카라아몬드를 에칭하는 것은 쉽지 않습니다 현재의 혈장 공정은 온라인 바카라아몬드 장치 구조를 제조하는 데 사용되지만 에칭 속도를 제조 할뿐만 아니라 플라즈마로 인한 손상이 온라인 바카라아몬드의 에칭 표면 근처에서 발생하여 장치 성능이 악화됩니다 이러한 이유로, 온라인 바카라아몬드의 고속 에칭을 허용하는 비 플라즈마 공정을 개발하는 것이 바람직했습니다 따라서, 우리는 탄소의 니켈에 대한 고체 용액 반응에 초점을 맞추고 온라인 바카라아몬드 에칭 공정을 개발하는 작업을 수행했습니다
이 연구는 고온 증기 대기 하에서 니켈과의 연속 탄소 고체 반응을 사용하여 세계에서 가장 빠른 이방성 온라인 바카라아몬드 에칭 공정을 달성했습니다 (그림 1 참조) 고온 증기 대기를 사용하여 니켈의 니켈 표면이 산화되고 니켈의 고체 탄소는 산화 니켈과의 산화 감소 반응을 통해 이산화탄소 및 일산화탄소로서 방출된다 이것은 니켈에서 탄소의 불포화를 유지하여 빠르고 연속적인 온라인 바카라아몬드 에칭을 허용합니다 (그림 2 참조) 또한 산소와 달리 고온 증기는 온라인 바카라아몬드를 직접 에칭하는 효과가 없으므로 니켈과 접촉하는 온라인 바카라아몬드의 일부만 선택적으로 에칭 할 수 있습니다 또한 혈장이 사용되지 않으므로 장치 성능을 저하시키는 혈장 손상이 없습니다
우리는이 기술을 사용하여 온라인 바카라아몬드 트렌치 구조를 형성함으로써 손실이 낮고 전압 저항이 높은 수직 트렌치 게이트 온라인 바카라아몬드 전원 전원 장치를 실현할 수 있다고 생각합니다 장치 구조를 제조하는 것 외에도 온라인 바카라아몬드의 평평하고 절단과 같은 가공 공정에도 적용될 것으로 예상됩니다
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그림 1 (왼쪽) 고속 에칭 기술을 사용한 단결정 온라인 바카라아몬드 드릴 구멍
(중간) 이방성 에칭 기술을 사용한주기트렌치(※ 8) 구조 형식 단결정 온라인 바카라아몬드 기판 및 (오른쪽) 트렌치 구조의 상단보기 및 단면도 |
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| 그림 2 : 고온 증기 대기에서 니켈과 온라인 바카라아몬드 사이의 열 화학적 반응에 의한 온라인 바카라아몬드 에칭 메커니즘 |
잡지 이름 :과학 보고서
종이 이름 :고온 수증기에서 Ni와 온라인 바카라아몬드 사이의 열 화학적 반응을 통한 이방성 온라인 바카라아몬드 에칭
(고온 증기에서 니켈과 온라인 바카라아몬드의 열 화학적 반응에 의한 이방성 온라인 바카라아몬드 에칭)
저자 이름 :m Nagai, K Nakanishi, H Takahashi, H Kato, T Makino, S Yamasaki, T Matsumoto, T Inokuma, N Tokuda12367_12412