【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.29】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24AT0049
利用課題名 / Title
レーザー描画装置によるハーフインチダイヤモンド基板上でのパターン描画
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）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）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
キーワード / Keywords
リソグラフィ/ Lithography,光リソグラフィ/ Photolithgraphy,ワイドギャップ半導体/ Wide gap semiconductor,パワーエレクトロニクス/ Power electronics,エレクトロデバイス/ Electronic device
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)
川島 宏幸
所属名 / Affiliation
大熊ダイヤモンドデバイス株式会社
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
若井 知子,伊藤 彰悟,永井 悠平,山口 卓宏,三好 洋紀,秦 信宏,米津 彩,吉田 透,網本 圭輔,吉本 智貴,加藤 勇次,Matthieu Florentin
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
郭 哲維,杉山 和義
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)
ダイヤモンド半導体は究極の半導体材料とも呼ばれその物性は他材料を凌駕する．また，特有な性質も持ち，特筆すべき点としては高温耐性や放射線耐性に非常に優れる点がある．弊社では原子炉や宇宙などといった過酷環境での実用化を目指し，この性質を応用したダイヤモンドデバイスの研究開発を行っている．
ダイヤモンド半導体の実用化における難点として，単結晶基板については大口径化難しいことが課題として挙げられている．だが，開発が進み徐々にではあるが基板サイズの拡大が進んでおり，昨今ではハーフインチ以上の基板の販売も行われはじめた．そこでデバイス量産化に向けた必要な技術の一つであるリソグラフィー技術の獲得を目指した．本報告ではレーザー描画装置によるハーフインチダイヤモンド基板上でのパターン描画を試みた．
実験 / Experimental
まずはハーフインチの単結晶ダイヤモンド基板上にレジスト塗布を行った．HMDS処理後，PFI-38A7を4000rpmで20秒スピンコート，ベーキングを行った後，ハイデルベルグ社製DWL66+での露光を試みた．微細パターンの描画ではハイレゾレンスの使用が必要となるが，その場合はワーキングディスタンスが短くなってしまう．そのためオートフォーカス時の衝突の危険性があるため，数ミリ角の小片基板では使用が難しかった．今回，ハーフインチサイズのダイヤモンド基板を確保できたため，衝突の危険性が抑えられらためハイレゾレンズ使用が可能となった．
結果と考察 / Results and Discussion
図1および図２に今回描画できた現像後のパターンの写真を示す．今回描画したのは図2のようなライン＆スペースのパターンである．ハーフインチダイヤモンド基板広域に描画を行ったが，最外周を除けばどの位置にも問題なく描画できることを確認できた．また今回の露光条件において，最小で0.5μmまでの線幅が描画できていることも確認できている．今後は露光条件の更なる最適化に加え，レーザー描画装置を使用したデバイスの試作も目指す．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 パターン描画後のハーフインチ基板全体像
図２ レジストパターンの一例
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