大坂 藍

我々は機能性材料を平坦化する手法として触媒表面基準エッチング法を開発してきた．加工液に純水，触媒にPt，を用いる本手法は高精度表面の実現を可能にするがステップフロー型エッチングであるため加工速度は未だ不十分である．そこで本研究ではニッケルを触媒として利用し，加工速度の向上を図った．表面が酸化され化学的不活性になりやすいニッケルを電気化学的手法によりその触媒活性を安定させ超高速加工を実現した．

我々はこれまで触媒表面基準エッチング法の開発を行ってきた。本手法ではエッチング反応による加工が、触媒作用を有する研磨パッドの近傍のみで進行するため凸部からの選択的な加工が可能である。砥粒等の機械的作用によるダメージはなく効率的に基準面形状の転写が可能である。本研究では、水素水を用い触媒表面の加工生成物を除去することで加工速度の安定化を行い、加工液のpHを変化させることで加工速度の向上に成功した。

我々は炭化ケイ素 (SiC) 基板を化学的に平坦化する新たな加工法として，触媒表面基準エッチング (Catalyst-Referred Etching; CARE) 法を開発した．本手法では，触媒として白金，加工液として純水を用いることでステップテラス構造を有する平坦面の作製を実現している．しかし単結晶基板に対する加工速度は数nm/hとなっており向上が求められる．本報では，加工速度向上のため紫外光照射による光電気化学酸化の援用効果について調査した結果について報告する．

触媒表面基準エッチング法は砥粒を用いず，化学エッチングにより平坦化を行う研磨手法である．本手法では加工時間の経過に伴い，触媒被毒が進行し，加工速度が低下するという問題がある．触媒表面を水素終端化し，触媒/被毒物間の結合を切断することで被毒除去が可能であると考えた．本研究では，水素水，触媒電位制御による洗浄処理を行い，洗浄性の有無を評価した．いずれも加工速度は安定化し，被毒物の除去が確認された．

我々は触媒表面基準エッチング法の開発を行った．酸化物への適用を試み，本手法により高精度表面が得られることを明らかにした．しかし，石英ガラス基板に適用した際に加工速度の低下という問題がある．これは触媒面への加工物吸着が原因であると予想し，触媒表面の電気的制御による触媒機能の活性化を試みた．結果，水素吸着領域に置くことで加工速度の安定化を実現した．また，この現象を第一原理分子動力学計算により確認した．

第一原理計算により、これまで未解明であった触媒表面基準エッチング法（CARE）の加工メカニズムの調査を行った。Ptとα-SiO2の界面で生じるSiO2の加水分解反応を解析した結果、Ptの存在下で，水分子の解離とターゲットSiの5配位化、Si-O結合の開裂とH+移動の各過程に要する活性化エネルギーが低下し、Ptの触媒作用による被加工物の加水分解反応の促進がCAREの加工メカニズムであると分かった。

4H-SiC基板をはじめとする難加工材料基板に対し，砥粒を用いず高精度平坦化加工を行う手法として触媒表面基準エッチング法の開発を行ってきた．本研究ではSiC基板に対する加工能率の向上を目的とし，溶液pH及び触媒パッド電位を変化させ実験を行った．その結果，加工速度は溶液pHに対し明確な依存性を示しpH3において最大となった．また，溶液pHに関わらず，酸化領域の電圧を印加することで高速加工が実現可能な反応系の存在を見出した．

我々は窒化ガリウム (GaN) ，炭化ケイ素 (SiC) 基板表面を原子スケールに平坦な面に化学的に加工する新たな加工法を開発した。研磨盤に白金触媒を使用した本手法を触媒表面基準エッチング (CAtalyst-Referred Etching: CARE) 法と呼ぶ。本加工法では、一原子層高さのステップ・テラス構造をもつ平坦表面の作製を実現している。加工速度の向上を目的とし、紫外光照射による光電気化学反応の援用効果について調査した結果について報告する．

触媒表面基準エッチング (Catalyst-referred etching: CARE) 法は炭化ケイ素をはじめとする各種機能性材料上に原子レベルで規定された表面を実現可能な新たな研磨手法である．本手法では触媒を白金，加工溶液を純水としているが，白金は高価であることに加え，処理後表面に残留する可能性があり，洗浄による除去が困難であることが問題として挙げられる．本研究では，より安価で洗浄性に富み，十分な加工性能を有する新規触媒の検討を行ったのでこれを報告する．

砥粒を用いることのない触媒作用を援用した新たな平坦化加工法として，触媒表面基準エッチング法 (CAtalyst-Referred Etching ;CARE) が開発された．加工液には純水，触媒には白金を用いており，本加工法を酸化亜鉛，サファイア，水晶に対し適用した結果，加工後表面に1バイレイヤー高さのステップテラス構造を有する幾何学的かつ結晶学的に高度に規定された表面の作製が可能となった．これら金属酸化物材料の加工条件依存性について報告する．

我々はこれまでに，炭化ケイ素 (SiC) 基板や窒化ガリウム (GaN) 基板をダメージレスに平坦化加工する手法として触媒を用いた化学研磨法を開発してきた．この研磨法では幾何学的かつ結晶学的に高度に規定された表面の作製が可能である．本発表ではサファイア (0001) 基板，酸化亜鉛 (ZnO) (0001) 基板などについて平坦化加工を行った結果について報告する．

砥粒を用いない新たな研磨手法として，触媒表面基準エッチング法 (CARE) の開発がなされてきた．現在までに本手法を用いて，4H-SiC基板上にRMS粗さが0.1 nm以下の原子レベルで平坦な表面を機械研磨後表面から短時間で，オフ角に依らず実現可能である．しかしながら，加工溶液としてフッ化水素酸溶液が用いられるため，実用化は困難であるといえる．本研究では，HF溶液に代わる加工溶液として純水を用い，4H-SiC基板に対しCARE加工を適用した結果を報告する．

新たな研磨手法として触媒表面基準エッチング法(CARE)の開発を行ってきた．現在までに次世代パワーデバイス材料として注目を集めているSiC基板やGaN基板の加工を行っており、基板全面において原子レベルで平坦かつ結晶性の良好な表面の作製が可能であるとわかっている．しかし、本加工法における加工原理は明らかになっていない．本発表では第一原理計算を用いたシミュレーションを行い、加工原理の検討を行った結果について報告する．

我々は次世代パワーデバイス材料として注目されるSiCの平坦化加工法である触媒基準エッチング法の開発を行っている．本加工法を用いて荷重や定盤の回転速度，溶液の組成を変化させたときの加工速度を調べ，加工特性及び原理の考察を行った．その結果，加工速度と定盤の回転速度，荷重が比例することがわかった．また加工速度はHF濃度とF^-濃度の積に比例することがわかった．得られた結果より反応メカニズムについて考察を行った．