2019 Fiscal Year Research-status Report
元素添加で著しく圧電性能が高くなるAlNのナノファブリケーションと表面物性の研究
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18K04918
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
上原 雅人 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (10304742)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 圧電体 / 窒化アルミニウム / ナノロッド / 相分離 / スパッタリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ナノロッドの基板となるナノピラー群の作製について検討した。昨年度、二重露光法により直径120nm程度のピラー群を均一に加工できた。本年度はマスク酸化膜やエッチング時の出力や時間を更に検討して、100nm以下のナノピラー群の作製を試みた。
加工はステッパーを用いたフォトマスク方式で行った。フォトマスクをずらして二重露光することで、標準解像度限界（500nm）以下の、直径320nmのレジストドットパターンを形成した。レジスト塗布前に形成するマスク酸化膜の厚さを300nmから50nmに薄くすることで、マスク酸化膜除去の際の直径の減少を抑えた。シリコン深堀およびマスク酸化膜除去により、ピラー直径を120nm程度にすることができた。その後、最終的なエッチング処理により直径をちいさくした。このとき、ピラー上部に再度酸化膜を15nm程度作製することで、過度な直径減少を抑えた。その結果、直径90nmのナノピラー群を作製することができた。
電子線描画ではなく、ステッパーを用いたマスク露光法なので、8インチサイズでも現実的に加工できる。現在、AlNナノロッドの作製条件を検討している。これまでの実験により、AlNの柱状粒子の直径は100nm程度にまで大きくすることが可能であることが分かっている。現在、その最適な条件を見出すために、低圧力や高温での成膜実験を行っている。今後、アスペクト比の高い形態の作製を試み、ロッドになる条件を探索する。ScAlNとAlNのそれぞれのナノロッドを作製し、その相分離挙動に着目しながら、構造解析を進める。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
シリコン基板を用いたナノピラー群の作製について、ナノピラーの直径が100nm以下になるような加工を2重露光法で試みた。昨年度に比べて、マスク酸化膜の厚さを300nmから50nmに薄くし、後の酸化膜除去過程の時間を短くすることで、直径方向のエッチングの制御性を高めるよう試みた。また、最終過程のエッチングの前に再度酸化層を形成し、エッチングにより直径減少の速度を制御できるようにした。その結果、昨年度は直径120nmまでしか小さくできなかったが、直径90nm程度のピラー群の作製に成功した。EBではなくステッパーを用いる方法であり、8インチサイズの領域でも現実的な加工が可能である。しかし、当初計画よりもこの加工条件の探索が時間がかかってしまったため、AlNナノロッドの作製の条件探索がやや遅れ気味である。現在、この基板を用いて、ナノロッドの作製条件を検討している。低圧力や高温での成膜実験を行い、アスペクト比の高い形態の作製を試み、ロッドになる条件を探索している。
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| Strategy for Future Research Activity |
直径100nm以下のナノピラー群の作製に成功したので、この基板を用いてAlNナノロッドの作製条件を検討する。これまでの成膜実験により、AlNの柱状粒の直径は100nm程度にまで大きくするとが可能であるとわかっているので、その条件を最適化するためにに、低圧力や高温での成膜実験を行う。アスペクト比の高い形態の作製を試み、ロッドになる条件を探索する。ScAlNとAlNのそれぞれのナノロッドを作製し、その相分離挙動に着目しながら、構造解析を進める。
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| Causes of Carryover |
直径100nm以下のナノピラー作製に時間がかかってしまい、計画していたナノロッドの作製の検討が途中であること、また、予定していた学会が中止となり確保していた旅費が未使用となった。次年度の実験の消耗品や分析費、学会発表の旅費に使用する予定である。
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Research Products
(5 results)
