Development of multi-charged ion microbeam system for high-mix low-volume production of power semiconductors

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K04219
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 18020:Manufacturing and production engineering-related
• Research Institution: Niihama National College of Technology (2021-2023); National Institute of Technology, Toyama College (2020)
• Principal Investigator: Asaji Toyohisa 新居浜工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (70574565)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 翼 大島商船高等専門学校, 電子機械工学科, 准教授 (10390501) ; 太田 孝雄 奈良工業高等専門学校, 電子制御工学科, 准教授 (80353267)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ECRイオン源 / イオンビーム / ウィーンフィルタ / マイクロビーム

Outline of Final Research Achievements

Total beam currents of the multiply charged ion source have increased by a factor of 3.5 by increasing the microwave frequency to 2.45 GHz. Regarding the Wien filter, we attempted to homogenize the electric field using two-dimensional simulation. We have developed a new evaporation source and succeeded in generating a magnesium ion beam with a low evaporation temperature. Evaporation of aluminum was also confirmed. In the end, we have produced ion beams with a diameter of less than 100 μm using an alumina tube.

Free Research Field

イオンビーム工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

半導体イオン注入分野などへの応用を考え、デスクトップサイズのイオンマイクロビーム装置の開発を行った。イオンビームから必要なイオン種のみを取り出すために大幅な小型化が可能なウィーンフィルタを採用した。また、内壁の帯電によってビーム収束効果が期待できるアルミナなどの絶縁管に、ウィーンフィルタを通過したビームを通すことによって直径100μm以下のイオンマイクロビームを生成することができた。