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Plasma potential control by dual target HPPMS for film structure modification

Research Project

Project/Area Number 17K05106
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field General applied physics
Research InstitutionSeikei University

Principal Investigator

Nakano Takeo  成蹊大学, 理工学部, 教授 (40237342)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywordsスパッタリング / 薄膜作製プロセス / プラズマ電位 / 薄膜構造制御 / 膜応力 / 大電力パルススパッタリング / 金属膜堆積 / 構造制御 / 大電力パルススパッタ / プラズマ電位制御 / 低温製膜 / プラズマ制御 / 薄膜微細構造 / 堆積粒子エネルギー / プラズマ加工 / デュアルターゲット
Outline of Final Research Achievements

High power pulsed magnetron sputtering (HPPMS) is a method to deposit films from ionized metal atoms. We propose a novel variant of this method, dual-cathode bipolar HIPPMS, which efficiently increases the plasma potential to modify film structure. Though the proper operation of this method could not be accomplished, important findings were obtained, especially in that the plasma current flowing into the counter positively-biased target plays a role in elevating the plasma potential. We also tried to fabricate a micro-cone structure made of Mo by utilizing a plasma-potential controlled HPPMS and obtained various knowledge for optimizing the process of this method.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

低温で緻密な膜が製膜できるHPPMS、中でもバイポーラHPPMSは、近年非常に期待されている製膜手法のひとつである。これをさらに改善する本手法は、産業分野に大きな進歩をもたらすものと考える。この手法の実際の動作にまで期間中に到達できなかったことは大変遺憾だが、主要な動作原理が理学的に解明できたことで、近々のうちに動作を実証できると確信している。またプラズマ電位制御型のHPPMSに対する、圧力・放電ガス種・印加電圧などの影響が明らかにできたことは、今後の本手法の発展に大きく寄与するものと考える。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (33 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (1 results) Presentation (30 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 2 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] 大電力パルススパッタ法によるスピント型陰極作製における放電ガス(アルゴン、クリプトン)の効果2018

    • Author(s)
      谷口日向,中野武雄,大家渓,長尾昌善,大崎壽,村上勝久
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告

      Volume: 118(263) Pages: 5-8

    • NAID

      40021713360

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    • Author(s)
      T. Nakano, H. Taniguchi, K. Oya, M. Nagao, H. Ohsaki, K. Murakami
    • Organizer
      21st International Vacuum Congress (IVC-21)
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    • Author(s)
      中野武雄
    • Organizer
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    • Invited
  • [Presentation] 高圧力下における反応性スパッタで作製した酸化タングステン薄膜におけるエレクトロクロミック特 性の膜厚依存性2019

    • Author(s)
      八木理子,室伏麻理子,中野武雄
    • Organizer
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      八木理子, 室伏麻理子, ミヤ モハメッド シュルズ, 中野武雄
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      第67回応用物理学会春季学術講演会
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    • Author(s)
      谷口日向,中野武雄,大家渓,長尾昌善,大崎壽,村上勝久
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      Naruki Kimura, Kei Oya, Yoshihide Hashimoto, Seiichi Funamoto, Yuki Suzuki, Yuichiro Nawa, Akio Kishida, Takeo Nakano
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    • Author(s)
      谷口日向,中野武雄,大家渓,長尾昌善,大崎壽,村上勝久
    • Organizer
      2018年日本表面真空学会学術講演会
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      八木理子,宗田愛,大家渓,中野武雄
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      西島葵,大家渓,中野武雄
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      第34回新材料工学研究会
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  • [Presentation] 放電ガスにKrを用いたHPPMSによるSpindt陰極作製の試み2018

    • Author(s)
      谷口日向,中野武雄,大家 渓,長尾昌善,大崎 壽,村上勝久
    • Organizer
      第65回応用物理学会春季学術講演会
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  • [Presentation] 反応性スパッタで製膜したチタン酸化物薄膜の硬組織適 合性評価2018

    • Author(s)
      竹内将人,大家 渓,細谷和輝,北條健太,岩森 暁,中野武雄
    • Organizer
      第65回応用物理学会春季学術講演会
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  • [Presentation] 反応性スパッタで作製した酸化タングステン薄膜のエレクトロクロミズム特性における製膜時圧力依存性2018

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      飯嶋佑斗,坪田祐貴,中野武雄,大家 渓
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      表面技術協会 第137回講演大会
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      三嶋 東,出家広大,中野武雄,大家 渓,菊地貴司,間瀬一彦
    • Organizer
      表面技術協会 第137回講演大会
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  • [Presentation] チタン薄膜をスパッタした超音波造影下で視認可能な脱細胞化組織用薄膜マーカーの作製2018

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      木村成輝,大家 渓,橋本良秀,舩本誠一,鈴木夕稀,名和裕一朗,岸田晶夫,中野武雄
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      Takeo Nakano, Kei Oya, Masayoshi Nagao, Hisashi Ohsaki
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      11th Asian-European International Conference on Plasma Surface Engineering
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Characteristics of titanium oxide thin films deposited by reactive sputtering for biomaterial applications2017

    • Author(s)
      Masato Takeuchi, Kazuki Hosoya, Naruki Kimura, Kazuki Fukuda, Kei Oya, Satoru Iwamori, Takeo Nakano
    • Organizer
      The 14th International Symposium on Sputtering and Plasma Processes (ISSP2017)
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    • Author(s)
      Azuma Mishima, Riki Kuwajima, Takeo Nakano, Kei Oya
    • Organizer
      The 14th International Symposium on Sputtering and Plasma Processes (ISSP2017)
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  • [Presentation] チタン薄膜をスパッタした脱細胞化組織の生物学的評価2017

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      木村成輝,橋本良秀,舩本誠一,大家 渓,鈴木夕稀,名和裕一朗,岸田晶夫,中野武雄
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      日本バイオマテリアル学会北信越ブロック第6回若手研究発表会
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      吉澤慶祐,竹内将人,北条健太,細谷和輝,岩森 暁,大家 渓,中野武雄
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  • [Presentation] 超音波造影で視認可能な生体由来材料用マーカーの作製2017

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      鈴木夕稀,木村成輝,橋本良秀,舩本誠一,大家 渓,岸田晶夫,中野武雄
    • Organizer
      日本機械学会 第30回バイオエンジニアリング講演会
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  • [Presentation] スパッタ法を用いた超音波造影下で視認可能な脱細胞化組織薄膜マーカの作製2017

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      木村成輝,鈴木夕稀,名和裕一朗,橋本良秀,舩本誠一,張 永巍,山下暁立,大家 渓,岸田晶夫,中野武雄
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      第39回日本バイオマテリアル学会大会
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  • [Presentation] スパッタ製膜したチタン酸化物薄の結晶構造制御2017

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      竹内将人,吉澤慶祐,細谷和輝,大家 渓,岩森 暁,中野武雄
    • Organizer
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  • [Presentation] プラズマ電位を制御した HPPMS による Spindt 型エミッタの作製(3)2017

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      谷口日向,中野武雄,大家 渓,長尾昌善,大崎 壽,村上勝久
    • Organizer
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    • Author(s)
      飯嶋佑斗,中野武雄,大家 渓
    • Organizer
      2017年真空・表面科学合同講演会
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  • [Book] 真空科学ハンドブック2018

    • Author(s)
      日本真空学会【編】
    • Total Pages
      590
    • Publisher
      コロナ社
    • ISBN
      9784339009088
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 生体適合性高分子材料のマーキング方法及びマーキングされた生体適合性高分子材料2017

    • Inventor(s)
      中野武雄,大家 渓,岸田晶夫,舩本誠一,橋本良秀
    • Industrial Property Rights Holder
      中野武雄,大家 渓,岸田晶夫,舩本誠一,橋本良秀
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2017-105843
    • Filing Date
      2017
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URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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