複合レーザによる多層超薄膜マイクロアクチュエータの研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07405009
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (A)
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 池田 正幸 北海道大学, 工学部, 教授 (50212783)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 柴田 隆行 北海道大学, 工学部, 助手 (10235575) ; 牧野 英司 北海道大学, 工学部, 助教授 (70109495)
• Keywords: 多層超薄膜形成 / 金属多層膜形成 / セラミックス膜形成 / 複合多層膜評価 / 機能性多層膜特性 / 薄膜マイクロアクチュエータ

Research Abstract

超高真空のMBE装置とレーザアブレ-ジョン装置を複合した到達真空度5X10^<-10>Torr以下の新しい構造の多層超薄膜形成実験装置を設計試作した。その構造と主な性能は次の通りである。CO_2とエキシマの両レーザ光をターゲットと基板の療法へ照射できるよう真空層本体の上部および下部にZnSeと高純度石英の導入窓を設けた構造とした。膜形成基板は超高真空度を保持した状態で交換できる。基板は内部ヒ-タで900℃まで加熱でき、それ以上の温度はCO_2レーザ光で行なう。基板は手動による回転、傾斜動作が可能である。また、レーザ光によるアブレ-ジョンまたは蒸着用ターゲットは4個装着でき、真空中で手動で交換可能である。タゲットはレーザ光照射中は蒸発量を一定にするため自転させる。金属膜形成に高温Kセル(加熱温度1700℃)を採用した。ガス導入による酸化膜、窒化膜のCVDも可能である。
1月中旬に装置の据付け、配線を行ない、真空度到達試験、ターゲットの回転、基板加熱・温度制御試験、基板交換装置作動試験、Kセル昇温・温度制御試験などの総合的な作動特性評価実験を終了した。引き続き、常温のSi基板へ1500℃でNi薄膜形成実験を開始し、成膜速度の安定性、膜の均一性の評価とAFMによる表面性状測定、TEMによる膜構造観察などを行った。その結果、膜表面凹凸は1nm以下、粒子径は10nm以下であった。引き続き基板を加熱した膜形成実験を行ない、膜構造のTEM観察を行なう。現在、レーザ光を導入する光学系の設計を同時に進めており、レーザ照射条件と膜特性の検討を行なう。

Research Products

• [Publications] 池田,正幸: "レーザビーム伝送制御システムの開発" 精密工学会誌. 61. 107-111 (1995)
• [Publications] 池田正幸: "板ガラスのレーザブレーキングに関する研究" 精密工学会誌. 62. 335-340 (1996)
• [Publications] M.IKEDA: "Recent Progress of Laser Materials Processing" Proceeding of Int.Conf.on Precision Engg.′95. 159-162 (1995)
• [Publications] 池田正幸: "CO2レーザを用いたアルミニウムの表面改質" 精密工学会論文集. 537-538 (1995)
• [Publications] 牧野英司: "真空蒸着法によるTiNi合金薄膜の形成と形状記憶特性の評価" 精密工学会論文集. 801-802 (1995)
• [Publications] 池田正幸: "レーザ工学" オーム社, 174 (1995)