【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.04.27】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22NM0017

利用課題名 / Title

Raman顕微鏡を用いたパワー半導体材料および全固体電池材料の加工面品質評価技術

利用した実施機関 / Support Institute

物質・材料研究機構 / NIMS

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）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions

キーワード / Keywords

光学顕微鏡/Optical microscopy,赤外・可視・紫外分光/Infrared and UV and visible light spectroscopy,太陽電池/ Solar cell,ワイドギャップ半導体/ Wide gap semiconductor,全固体電池/ All-solid battery,パワーエレクトロニクス/ Power electronics,表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control

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)

小貫 哲平

所属名 / Affiliation

茨城大学

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

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

NM-003：ラマン顕微鏡

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

炭化珪素、窒化ガリウムなどパワー半導体用ウエハ材料の加工技術開発における加工品質評価技術、および電池材料の品質評価技術の開発を目的として、顕微Raman分光装置のデプススライスモードでの計測を行い、計測特性などの調査検討を行った。

実験 / Experimental

NM-003の装置を用いて試料表面に対してデプススライス計測を行い、深さ方向への2次元Ramanスペクトルデータアレイを取得し、Ramanピークの特徴量（ピーク幅、ピーク位置、ピーク強度、ベースライン）を抽出し、断層Ramanイメージを形成した。仕上げ加工面、研削加工面、ラップ加工面など加工条件ごとの測定面を準備して、各表面の加工変質層の断層Ramanイメージを比較して、加工損傷を対象とした計測特性について調べた。

結果と考察 / Results and Discussion

4H炭化珪素ウエハ（Si面）の仕上げ加工面、研削加工面、および窒化ガリウム（Ga面）の仕上げ加工面、ラップ加工面などを対象にサンプリング間隔0.5ミクロンで幅25ミクロン深さ10ミクロンの領域の2次元Ramanスペクトルデータアレイを取得し、Raman断層イメージを形成した。得られたイメージには加工損傷の分布に対応したピーク特徴量の変動が表れた。また、波長785nmおよび波長532nmの励起レーザ波長の違いによるMg₂SiウエハのRaman断層イメージング計測への影響を確認した。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

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)

1. Teppei ONUKI, Abrasive wear damages observation in engineering ceramics using micro-Raman tomography, Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing, 17, JAMDSM0009-JAMDSM0009(2023).
   DOI: 10.1299/jamdsm.2023jamdsm0009
   
2. Teppei ONUKI, Quality Inspection Technology for Grinding Surface of Electronic Materials and Ceramics by Micro Raman Tomographic Imaging, Journal of the Japan Society for Precision Engineering, 88, 551-555(2022).
   DOI: 10.2493/jjspe.88.551
   

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