大気圧プラズマプロセスをベースとした単結晶ダイヤモンド基板の高能率ダメージフリー平坦化·平滑化（第2 報）－石英ガラスを工具としたプラズマ援用研磨におけるプラズマ照射の効果

摘要

単結晶ダイヤモンドは他の材料にはない優れた物性を有し，様々な分野に応用されてきた．近年では特に，5.4eVという広いバンドギャップを有し，絶縁破壊電界強度，誘電率，キャリア移動度，熱伝導率に優れていることから，高温動作可·耐放射線·高耐圧·低損失·高速動作可·冷却フリーなどの他にはない特長を持つパワーデバイス基板としての適用に注目が集まっている．しかし，デバイス基板としての実用化のために困難な工程にダイヤモンド基板の平坦化，平滑化プロセスがある．ダイヤモンド材料の加工法としてはスカイフ研磨法が一般的である．スカイフ研磨では，精密に研磨された鋳鉄製の円盤に油とダイヤモンド粒子を混合したダイヤモンドペーストをすり込み，回転させている円盤に加工対象のダイヤモンドを高圧力で押し付けることで研磨が進行する．ダイヤモンド粒子による共摺りであるため加工能率も低いため，加工能率を上昇させるために加工圧力を大きく取らざるを得ず，基板が割れる可能性を避けることができない．また，スクラッチや加工変質層の導入，熱的な影響を避けることが出来ず，デバイスとしての性能に悪影響を与える．このため，スカイフ研磨ではデバイス基板に必要な面を得ることは困難である．その現状に対して，我々は高能率な平坦·平滑化プロセスとして，大気圧プラズマプロセスをベースとした加工プロセスの開発に取り組hでいる．