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プラズマプロセスを用いた低温原子層堆積法の研究

Research Project

Project/Area Number 14J10615
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Nano/Microsystems
Research InstitutionYamagata University

Principal Investigator

鹿又 健作  山形大学, 理工学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords原子層堆積 / 赤外吸収分光 / プラズマ / 高誘電率ゲート絶縁膜 / 防蝕コート / TEMAH / TEMAZ / TMA / 防蝕
Outline of Annual Research Achievements

前年度の研究で構築した酸化ハフニウムの室温原子層堆積プロセスを用いて、HfO2-SiMOSキャパシタを試作し、電気的特性評価から、試作したHfO2-SiMOSキャパシタがMOS動作することを確認した。また、膜堆積後の熱処理と膜堆積前の表面処理を検討し、試作したHfO2-SiMOSキャパシタの電気的特性向上の可能性を見出した。
新膜種として酸化ジルコニウムの室温原子層堆積の開発に取り組んだ。原料ガスとしてテトラキスエチルメチルアミノジルコニウム(TEMAZ)と酸化ガスにプラズマ励起した加湿アルゴンを用いた。赤外吸収分光によってSi基板上への原料分子の吸着過程と酸化過程をその場観察し、酸化ジルコニウムの室温原子層堆積プロセスを設計する際に必須となる情報を抽出した。この情報をもとに酸化ジルコニウムの室温原子層堆積を行い、X線光電子分光と分光エリプソメトリーによる評価を行い、酸化ジルコニウムの室温原子層堆積を実証した。
ガスバリアコート向け室温原子層堆積において、本研究で構築した酸化アルミニウムと酸化チタンの室温原子層堆積プロセスを複合することで、単層では難しかった10-3g/m2/day台の水蒸気バリア性を達成している。この値は電子ペーパー、薄膜系Si太陽電池の封止材として十分な性能であると考えられる。この成果をもって企業との共同研究に繋げていきたいと考えている。難腐食コート向けの室温原子層堆積において表面科学と腐食分野の第一人者であるフランスのパリテック研究所のフィリップマーカス教授と議論を行い、本研究で構築した室温原子層堆積プロセスを用いた難腐食コートについて共同研究を継続する予定である。
本研究の成果は英語論文誌への論文投稿4件、国際会議3件、国内会議3件で成果公開を行っている。本年度の研究成果をもとに研究を継続し、室温原子層堆積の可能性を拡げていきたいと考えている。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Optimized design of moth eye antireflection structure for organic photovoltaics2016

    • Author(s)
      Shigeru Kubota, Kensaku Kanomata, Bashir Ahmmad, Jun Mizuno, Fumihiko Hirose
    • Journal Title

      Journal of Coatings Technology and Research

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 201-210

    • DOI

      10.1007/s11998-015-9745-5

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Fundamental reaction of RT gallium oxide atomic layer deposition investigated by IR absorption spectroscopy2015

    • Author(s)
      P. Pansila, K. Kanomata, B. Ahmmad, S. Kubota, F. Hirose
    • Journal Title

      IEICE Transaction on Electronics

      Volume: E98-C No.5 Pages: 382-388

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nitrogen adsorption of Si(100) surface by plasma excited ammonia2015

    • Author(s)
      P. Pansila, K. Kanomata, B. Ahmmad, S. Kubota, F. Hirose
    • Journal Title

      IEICE Transaction on Electronics

      Volume: E98-C No.5 Pages: 395-401

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Growth kinetics of temperature-controlled atomic layer deposition of GaN using trimethlgallium and remote-plasma-excited NH32015

    • Author(s)
      P. Pugboon Pansila, K. Kanomata, M. Miura, B. Ahammad, S. Kubota, F. Hirose
    • Journal Title

      Applied Surface Science

      Volume: 357 Pages: 1920-1927

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2015.09.138

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] リモートプラズマを用いたアルミナ室温原子層堆積プロセスと表面反応過程評価2015

    • Author(s)
      鹿又健作、パンシラポープンブン、大場尚志、有馬ボシールアハンマド、久保田繁、平原和弘、廣瀬文彦
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌 C

      Volume: J98-C No.1 Pages: 1-7

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Infrared study on room-temperature atomic layer deposition of HfO2 using tetrakis (ethylmethylamino) hafnium and remote plasma-excited oxidizing agents2015

    • Author(s)
      Kensaku Kanomata, Hisashi Ohba, P. Pungboon Pansila, Bashir Ahmmad, Shigeru Kubota, Kazuhiro Hirahara, Fumihiko Hirose
    • Journal Title

      Journal of Vacuum Science & Technology A

      Volume: 33 Issue: 1

    • DOI

      10.1116/1.4899181

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] プラズマ励起法を用いたZrO2の室温原子層堆積2016

    • Author(s)
      野老健太郎、鹿又健作、有馬ボシルアハンマド、久保田繁、廣瀬文彦
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京都 目黒区 東京工業大学 大岡山キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] プラズマ励起法を用いたナノ微粒子用原子層堆積装置開発2016

    • Author(s)
      菊地航、鹿又健作、有馬ボシルアハンマド、久保田繁、廣瀬文彦
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京都 目黒区 東京工業大学 大岡山キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Room-temperature Atomic Layer Depsition of Al2O3 for Anticorrosion Coatings Using Trimethylaluminum and Remote-plasma Excited Water Vapor2015

    • Author(s)
      K. Kanomata, P. Pansila, H. Ohba, B. Ahmmad, S. Kubota, K. Hirahara, F. Hirose
    • Organizer
      ALD2015 15th International Conference on Atomic Layer Deposition
    • Place of Presentation
      アメリカ ポートランド ポートランドヒルトン
    • Year and Date
      2015-06-28
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Investigation on Reaction Mechanism of Room-temperature HfO2 Atomic Layer Deposition Using Multiple Internal Reflection Infrared Absorption Spectroscopy2015

    • Author(s)
      K. Kanomata, H. Ohba, P. Pansila, B. Ahmmad, S. Kubota, K. Hirahara, F. Hirose
    • Organizer
      ALD2015 15th International Conference on Atomic Layer Deposition
    • Place of Presentation
      アメリカ ポートランド ポートランドヒルトン
    • Year and Date
      2015-06-28
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] RT Atomic Layer Deposition of Al2O3 By Using Remote Plasma Excited Water Vapor2015

    • Author(s)
      Kensaku Kanomata, P. Pungboon Pansila, Hisashi Ohba, Bashir Ahmmad, Shigeru Kubota, Kazuhiro Hirahara, Fumihiko Hirose
    • Organizer
      Electrochemical Society 227th Meeting
    • Place of Presentation
      アメリカ シカゴ ヒルトンシカゴ
    • Year and Date
      2015-05-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 加湿酸素プラズマガスを用いた酸化ハフニウム膜の室温原子層堆積の反応機構2015

    • Author(s)
      鹿又健作、大場尚志、パンシラポープンブン、有馬ボシールアハンマド、久保田繁、廣瀬文彦
    • Organizer
      電子情報通信学会 電子デバイス研究会
    • Place of Presentation
      宮城県 仙台市 東北大学 ナノスピン実験施設
    • Year and Date
      2015-04-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Infrared Study on Room-temperature Atomic Layer Deposition of HfO2 Using Tetrakis (ethylmethylamino) hafnium and Remote-plasma Excited Oxidizing Agents2014

    • Author(s)
      Kensaku Kanomata, Hisashi Ohba, P. Pungboon Pansila, Takahiko Suzuki, Bashir Ahmmad, Shigeru Kubota, Kazuhiro Hirahara, Fumihiko Hirose
    • Organizer
      ALD2014 14th International Conference on Atomic Layer Deposition
    • Place of Presentation
      京都府 グランビア京都
    • Year and Date
      2014-06-15 – 2014-06-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Non-heating atomic layer deposition of HfO2 by using remote plasma source2014

    • Author(s)
      K. Kanomata, H. Ohba, P. Pansila, T. Suzuki, B. Ahmmad, S. Kubota, K. Hirahara, F. Hirose
    • Organizer
      Electrochemical Society 225th meeting
    • Place of Presentation
      アメリカ オーランド ヒルトン オーランド ボンネット クリーク
    • Year and Date
      2014-05-11 – 2014-05-15
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 酸化物薄膜の形成方法および装置2014

    • Inventor(s)
      廣瀬文彦、鹿又健作
    • Industrial Property Rights Holder
      廣瀬文彦
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2014-12-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Overseas

URL: 

Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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