2019 Fiscal Year Annual Research Report
Low temperature synthesis of nitride thin films through a reaction between oxide gel films and molten salts
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17H03382
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
忠永 清治 北海道大学, 工学研究院, 教授 (90244657)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三浦 章 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (10603201)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 酸窒化物薄膜 / ゲル膜 / 低温窒化 / 窒化物 / 酸窒化物 / 薄膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
窒化物や酸窒化物薄膜の合成には、高温でのアンモニアガスでの処理や、真空環境などを用いる必要があり、これらをを用いない合成プロセスの開発が望まれている。本研究では、ゾル－ゲル法により作製したゲル膜を、窒素を含む低温溶融塩の液相と反応させる、あるいは、様々な窒素含有化合物のと共に熱処理を行うことにより、ゲル膜内で結晶成長反応を進行させ、低温プロセスで窒化物あるいは酸窒化物の薄膜を形成する新規手法を開発することを目的としている。
前年度に引き続き、作製した酸化物ゲル膜を窒素気流下の電気炉で熱処理する際に、上流に尿素を置き、尿素を加熱して発生する化学種を用いて、ゲル膜を窒化する方法を検討した。様々な金属の前駆体薄膜について検討した結果、あらかじめ液相法で作製した酸化タンタルの薄膜を尿素存在下、窒素気流中800～1000℃で熱処理を行うことにより、TaON薄膜をSiO2基板上に形成できることがわかった。熱処理温度や基板によって、生成する結晶相、電気的、光学特性が変化することがわかった。
一方、金属塩化物と尿素を溶媒に溶解して前駆体錯体を形成し、この前駆体錯体を加熱することによる薄膜作製について検討を行った。Tiを含む尿素錯体を基板に塗布し加熱すると、錯体は揮発し、基板上に膜を形成することができなかった。しかし、溶媒を留去して得られたTi-尿素錯体の粉末を電気炉の上流に配置し、下流に基板を設置し、加熱を行ったたところ、下流に設置した基板上にTiN薄膜が形成されることがわかった。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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