クリーンルーム(クラス1000~10000)や、スパッタ、電子ビーム蒸着装置、マスクレス露光装置、SPM (走査型プローブ顕微鏡)を完備しています。半導体に関する幅広い実験に対応しています。
物理気相成長(PVD)、化学気相成長(CVD)、プラズマエッチング、電子ビーム、露光プロセスなどの半導体製造・薄膜加工や検査工程に関する数値計算システムの導入支援を行います。当事業では商用ツールではなく大学の研究室等で開発されているシステムの産学連携による活用を想定しています。海外大学・研究機...
・表面波プラズマの電磁場解析
半導体製造プロセスで多く用いられるのは容量結合型/誘導結合型放電という方式で、商用シミュレーションツールの応用例も豊富ですが、高密度のプラズマを生成する表面波モードのマイクロ波励起プラズマに対応した商用ツールは少数です。一方、例えば金属機械部品の摩擦低減のためのダイヤモンドライクカーボン(DLC)成膜手法として表面波プラズマは注目されていて、シミュレーションの研究もされています。このようなシミュレーションシステムの実用化を行います。
・デバイス微細加工・成膜時の形状進展の解析
形状進展シミュレーションは歴史の長い商用ツールがありますが、ウエットエッチングや化学的気相反応(CVD)など個々の加工プロセスについて物理・化学モデルが十分に備わっているとは言えません。また、大手半導体メーカーが生産するプロセッサやメモリ向けではなく、例えばマイクロLED作製のための窒化ガリウム(GaN)の成膜・加工などの用途では応用例が少なく、大手ベンダの商用ツールでは対応が困難です。上記のようなプロセスや用途に特化した形状進展シミュレーションの実現します。
・結晶の液相成長の解析
液相成長による単結晶材料の製造は、半導体向けのシリコンウエハを始めとして日本の得意分野であり、結晶成長過程の数値シミュレーションの研究も盛んに行われてきましたが、商用ツールは少数です。一方で単結晶材料開発の研究は近年も盛んであり、大学発ベンチャーによる事業化も目立ちます。液相成長は長時間を要するため、シミュレーションによるプロセス最適化・生産効率の向上を実現します。
1.半導体のホール効果測定(測定温度:20 Kから1060 K) ・抵抗率の温度依存性・多数キャリア密度の温度依存性・多数キャリアの移動度の温度依存性 2.多数キャリア密度の温度依存性からの解析・評価(FCCS法) ・ドーパント(ドナー、アクセプタ)の密度とエネルギー準位の評価 ・多数キャリア...
試験方法の要望対応可能
試験計画の立案可能
半導体工学の専門家によるアドバイスや共同研究が可能
半導体開発
フォノン(音、振動、熱)の伝播方向の制御技術について研究開発しています。特に熱を伝えにくいセラミックスや合金中に高い熱伝導率を示す結晶を分散させ、熱流を制御した材料・部品の開発を行います。又、圧電体素子による生体高分子検知用ピエゾセンサを開発します。
■企業等との連携可能テーマ
・フォノ二クスに関連した熱流制御技術(鉄系合金/窒化物コンポジット材料、ポリマー/窒化物コンポジット材料)
・熱電特性に関する物性研究:電子-フォノン系伝導機構(Liイオン電池正極材料の伝導機構、層状酸化物の伝導機構)
・圧電体を利用したピエゾバイオセンサーの研究開発(生体高分子検知、センサーセル構築、コンポジット誘電体材料の開発)
■技術の用途
システムから排出される拡散的な熱エネルギーを特定の方向に誘導するサーマルフォノ二クス技術を開発することで材料・部品の摩擦摩耗特性や加熱冷却特性を改善するために、エンジンやモーターの摺動部や半導体放熱基板に適用します。
有機化合物の構造解析、材料の表面・バルク分析、マイクロ粒子の分析
赤外吸収分光計(IR)はサンプルに赤外線を照射し、それによるサンプルの物質がどの周波数(通常は波数)の赤外線を吸収しているかを測定する装置です。分子や原子はそれぞれ固有の振動をしていますが、波長(スペクトル上では波数)を連続的に変化させながら赤外線(infrared : IR)を照射すれば、分子の固有振動と同じ周波数のIRが吸収され、分子の構造に応じたスペクトルが得られるはずです。これにより、サンプルが予測できるものであれば、既知のスペクトルと比較して、同定、確認ができますし、また、多重結合、官能基、シス-トランス異性、水素結合などの分子構造に関する知見を得ることもできます。
なお、実際の測定原理は干渉計を利用したフーリエ分光法を用いていて、より高い波数の再現性を持っています。現在はこれらのFT-IRが一般的になっています。検出器は、焦電型のDTGS検出器と、半導体型のMCT検出器を備え、高感度分析にも対応しています。
試料は、サンプルセルを換えることにより、固体、液体の状態で測定できます。通常、固体はサンプルをKBrに分散させるKBr法、液体は原液のまま測定する液膜法と溶媒に溶かす溶液法を用います。また、1回反射ATRユニットや高感度反射ユニットを用いることで固体、液体、フィルム状など、様々な状態の試料にも対応できます。その他、顕微IR用の顕微鏡アタッチメントを比較的簡単に据え付けることができ、微少領域の測定をすることが可能です。
粉末、バルク、薄膜の結晶構造解析
本装置は、全自動水平型多目的X線回折装置(XRD)です。
粉末、バルク、薄膜など多様なニーズに対応し、ガイダンス機能を持ったアプリケーションにより最適な測定条件で分析が行えます。また専用の解析アプリケーションにより定性分析、定量分析、結晶化度、配向度、結晶子サイズ分布、膜厚、残留応力など様々な解析が可能です。
・粉末、バルクの定性分析、定量分析(2θ/θ測定)
・薄膜試料の定性分析(2θ(斜入射)測定、インプレーン測定)
・結晶方位分布や配向性の分析(極点測定、ロッキングカーブ測定)
・結晶化度の分析(2θ/θ測定)
・粉末、バルクの高温での相変態、格子定数変化(温度制御2θ/θ測定)
・加工材料の残留応力分析
・単結晶基板とエピタキシャル薄膜の結晶方位関係、格子定数の解析(逆格子マップ測定)