【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.03.21】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24AT0207
利用課題名 / Title
成膜技術開発
利用した実施機関 / Support Institute
産業技術総合研究所 / AIST
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
シリコン基材料・デバイス, 有機エレクトロニクス,光デバイス/ Optical Device,ALD
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
原田 健太郎
所属名 / Affiliation
OPERA Solutions 株式会社
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
山崎 将嗣
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
目的：原子層堆積（Atomic Layer Deposition: ALD）装置にて成膜した薄膜の評価
用途：有機マイクロディスプレイのピクセル構造体への応用
実施内容：（１）ALD-SixNy層の化学的機械研磨（Chemical Mechaical Polishing: CMP）耐性評価
（２）ALD-AlxOy層の緩衝フッ酸溶液 （Buffered Hydrofluoric Acid: BHF）ウェットエッチングレート・形状評価
実験 / Experimental
（１）ALD-SixNy層のCMP耐性評価
・Ti電極パターン付き8インチSi基板へのALD-SixNy 10 nm のALD成膜およびSiスパッタ層 200 nm の成膜（Fig.1）。
・ゾルゲルシリカ系スラリーを用いてSiスパッタ層のCMP研磨。
・電界放出形走査電子顕微鏡（FE-SEM）での断面観察により、ALD-SixNy 層とSiスパッタ層とのCMP選択性を評価。
（２）ALD-AlxOy層のBHFウェットエッチングレート・形状評価
・ダミー8インチベアSi基板へのALD-AlxOy層 50 nm/100 nm のALD成膜。
・ウェットエッチング用フォトレジストパターニングおよびHF/BHFウェットエッチング実施（Fig.2）。
・FE-SEMでの断面観察により、ALD-AlxOy層のHF/BHFウェットエッチングレートおよびエッチング形状を評価。
結果と考察 / Results and Discussion
（１）ALD-SixNy層のCMP耐性評価
・スラリー濃度、研磨圧力、回転数を最適化することで、ALD-SixNy 層とSiスパッタ層との研磨選択性が担保できること、すなわちALD-SixNy 層がSi-CMPのストッパーとして機能することがわかった（Fig.3a-c）。
・ただしSi-CMP処理時間を長くとりすぎると、研磨選択性が担保できずALD-SixNy 層および下地のTiアノードまで研磨されることがわかった（Fig.3d）。
（２）ALD-AlxOy層のBHFウェットエッチングレート・形状評価
・予備実験としてALD-AlxOy層 50 nm サンプルの 0.1 % HFウェットエッチングを実施したところ、エッチングレートは0.71 nm/秒であった。
・FE-SEMでの断面観察により、HFでのALD-AlxOy層ウェットエッチングではサイドエッチングが著しく制御が困難であることがわかった（Fig.4）。
・次にALD-AlxOy層 100 nm サンプルの 0.25 % BHFウェットエッチングを実施したところ、エッチングレートは0.38 nm/秒であった。
・BHFでのALD-AlxOy層ウェットエッチングではサイドエッチング量が比較的小さく形状制御が容易であり、本課題の用途である有機マイクロディスプレイのピクセル構造体への応用に適していることがわかった（Fig.5）。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig.1: Ti電極パターン付き8インチSi基板へのALD-SixNy 10 nm のALD成膜およびSiスパッタ層 200 nm の成膜模式図
Fig.2: ダミー8インチベアSi基板上へのALD-AlxOy層 50 nm/100 nm のALD成膜、ウェットエッチング用フォトレジストパターニング、およびHF/BHFウェットエッチング実施の模式図
Fig.3: FE-SEM断面観察によるALD-SixNy 層とSiスパッタ層とのCMP選択性評価。最適化されたSi-CMP条件での処理時間 (a) 45秒、(b) 60秒、(c) 75秒、(d) 120秒。
Fig.4: ALD-AlxOy層 50 nm サンプルの 0.1 % HFウェットエッチング後のFE-SEM断面観察結果
Fig.5: ALD-AlxOy層 100 nm サンプルの 0.25 % BHFウェットエッチング後のFE-SEM断面観察結果
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件