Rapid deposition of oxide semiconductor film by innovative atmospheric solution precursor spray using vortex thermal plasma flow

• Project/Area Number: 20K03918
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 14030:Applied plasma science-related
• Research Institution: Ashikaga University
• Principal Investigator: 安藤 康高 足利大学, 工学部, 教授 (60306107)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西山 秀哉 大阪大学, 接合科学研究所, 招へい教授 (20156128) ; 田中 学 大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (20243272) ; 茂田 正哉 大阪大学, 接合科学研究所, 准教授 (30431521)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: プラズマ溶射 / CVD / 液相前駆体溶射 / 熱遮へいコーティング / 酸化物半導体

Outline of Research at the Start

本研究では、新規に開発した旋回流プラズマジェットを用いたSPPS装置を用いて、従来のCVD、PVD、噴霧熱分解法により形成された薄膜と同等の品質を有する薄膜の低温かつ高速合成を、大気雰囲気下で行う。従来の大気プラズマ溶射では、ナノオーダーの微粒子を分散させたサスペンション溶射（SPS）が、薄膜の微細組織制御に成功していることから、本研究のSPPSは、上流側熱プラズマで燃焼炎合成によるTiO2微粒子合成、下流側熱プラズマで合成したTiO2微粒子の溶融および基板上への輸送を行うことにより、SPSに準じた薄膜形成を可能にし、実用的なTiO2半導体薄膜の高速合成を図る。