【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.28】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22TT0022
利用課題名 / Title
単結晶シリコンの疲労過程における結晶すべり進展の動的その場観察
利用した実施機関 / Support Institute
豊田工業大学 / Toyota Tech.
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
リソグラフィ/Lithography,膜加工・エッチング/Film processing and Etching
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)
杉山 裕子
所属名 / Affiliation
名古屋工業大学大学院工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
神谷 庄司,泉 隼人
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）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
TT-005：マスクレス露光装置
TT-011：Deep Reactive Ion Etching装置（Boschプロセス）
TT-013：ダイシング装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
シリコンは疲労破壊するが、金属材料とは対照的に破壊につながる損傷の過程は見出されていない。本研究は、単結晶シリコンの疲労によって生じた結晶欠陥を電子顕微鏡で観察することにより疲労破壊メカニズムを解明することを目標とする。実験では、シリコンウエハに微細な疲労負荷集中部（ノッチ）を作製した試験片に疲労負荷を与え、ノッチの先端付近の変化を観察する。
そこで、豊田工業大学マテリアル先端リサーチインフラに試験片の作製を依頼した。
実験 / Experimental
厚さ300μmの3インチシリコンウエハにマスクレス露光装置を使用してノッチ（長軸2ｍｍ、短軸0.3ｍｍの楕円）とダイシングマークのレジストパターンを形成する。
次にDRIE装置でノッチの形状を加工する。（深さ150μ程度）。
最後にダイシング装置で6ｍｍ×44ｍｍの短冊状にウエハをカットする。(3インチのウエハから10本の試験片を切り出す)
結果と考察 / Results and Discussion
完成した試験片の全形を図1に示す。また走査顕微鏡観察をしたノッチ先端の形状を図2に示す。
ノッチは142～164μmの深さに形成されており、先端形状も良好であった。
完成した試験片に繰返し疲労負荷を与えた後、走査電子顕微鏡で観察をした結果、疲労により形成されたと推測される特徴的な構造が観察された。
今後、今回観察された構造を透過電子顕微鏡観察による解析と力学的アプローチにより考察する。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 試験片 全形
図2 ノッチ先端
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
豊田工業大学、佐々木実先生と大槻浩専任支援員に深く感謝いたします。
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