2012 Fiscal Year Annual Research Report
粉体ターゲットスパッタリング機構による新規な機能性薄膜の試作とその機構解明
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23340181
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| Research Institution | Sasebo National College of Technology |
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Principal Investigator |
川崎 仁晴 佐世保工業高等専門学校, 電気電子工学科, 教授 (10253494)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 粉体ターゲット / スパッタリング成膜 / 機能性薄膜 / プラズマプロセス / 電気電子材料 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、粉体をそのままターゲットとして利用して、多元素の機能性薄膜や磁性膜、有機EL薄膜等を作製する粉体ターゲットスパッタリングによる薄膜堆積過程を解明、実用化することである。このとき粉体スパッタリングプラズマの特性を発光分光法や吸収分光法、光散乱法、マスアナライザー等を用いて詳細に分析し、その成長機構を調べる。また、一般的なスパッタ法と比較することによって、この粉体ターゲットスパッタ法の特徴（長所）を、これまで作製が困難であった粉体（C6H12N4）を用いたCN薄膜の作製や、有機EL薄膜の作製に利用できるモノマー有機材料、比較的容易に作製できる精度の高い粉体多元素ターゲット、を利用した粉体スパッタ薄膜作製に利用する。本年度は、プロセシングプラズマ中の電子密度や温度の計測を中心に成膜速度の比較などに関する検討を行った。その結果、特に低投入電力の場合には通常のバルクターゲットを用いた場合に比べて電子温度が5倍ほど高いことがわかった。また、投入ガスやTi原子の発光強度も、粉体ターゲットを用いた場合の方が高いことがわかった。成膜速度も粉体ターゲットの方が速く、投入電力が50W以下の場合、10倍程度速い場合もあることがわかった。 XPSやXRDによる分析の結果、薄膜の酸化の割合は、同じ雰囲気ガス中では粉体ターゲットを用いた方が進んでいることがわかった。以上の結果は、バルクのターゲットに比べて、粉体ターゲットを用いた場合の方が、表面の凹凸が大きく、実質的なカソードの表面積が広いこと、およびスパッタイオンがターゲットへ入射する場合に、ほとんどの場合にスパッタリング率の高い斜め入射になっていることなどが考えられる。
また、粉体ターゲットの場合は表面はほとんど酸化されているため、スパッタ粒子そのものがTiO2の形をしている可能性もあり、それを調べてゆく必要がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
粉体スパッタの実験に関しては、計画通り進んでおり、薄膜生成や作製した薄膜の分析に関しては、当初の予想以上の速度で進んでいる。特に、粉体で作製した薄膜の膜質がバルクターゲットの場合とほぼ同様であることなど新規な点が解った。しかしながら、当初に掲げた、成膜中のプラズマの計測は充分に行えていない。その点を加味し②おおむね順調に進展している、とさせていただいた。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究は当初の計画通り進んでおり、順調であるため大きな変更点は無い。やや進展が速いため、今後、材料を変えるなどの工夫を行う予定である。
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