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超高密度イオンビーム照射による表面改質の研究

研究課題

研究課題/領域番号 08650843
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 材料加工・処理
研究機関京都大学

研究代表者

松尾 二郎  京都大学, 工学部, 助手 (40263123)

研究分担者 高岡 義寛  京都大学, 工学部, 助教授 (90135525)
山田 公  京都大学, 工学部, 教授 (00026048)
研究期間 (年度) 1996 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1997年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1996年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワードクラスターイオン / 酸化反応 / エッチング / スパッタリング / SiC / 薄膜形成 / InO_x / 導電性透明薄膜 / InOx
研究概要

イオンビームによる表面改質は既にさまざまな分野で利用されているが、表面の高機能化等の要求に応えていくためには、従来のプロセス技術の延長でない新しい技術の開発が必要である。本研究では新しい原理に基づいたガスクラスターイオンビーム法を提案し、高機能表面形成に関する研究を行ってきた。ガスクラスターイオンビーム法とは、数百から数千個のガス原子からなるクラスターをイオン化・加速して、固体表面に照射するという手法である。この手法では表面のナノメートルオーダーの領域に超高密度の高速粒子が同時に入射することから、衝突箇所は極めて高いエネルギー状態となり、従来の単原子・分子イオンビームより高い表面反応性が実現される。次世代の半導体材料として注目されているダイアモンドにガスクラスターを照射し、表面改質を行った。また、In、Sn蒸着中に酸素クラスターを照射することにより透明導電薄膜であるITO(Indium Tin Oxide)膜を成長させることを試みた。
ダイヤモンドにArクラスター照射によりエッチングし、極めて平坦な表面を得ることができた。これはクラスターイオン照射による高密度イオン照射効果、及びラテラルスパッタリングによる表面平坦化効果によるものである。このとき表面上には損傷によるグラファイトが形成され茶褐色になるが、この領域は後に反応性を有するO_2クラスターを照射する事により除去できることがわかった。物理的・化学的エッチング使い分けることにより高機能な表面改質を行うことができた。次に、In及びSnを蒸着中に数keVに加速したO_2クラスターにより酸化を行い、極めて高い透明度と導電性を有するITO薄膜の形成を行った。温室形成でありながら、導電率、光透過率ともに300°Cの高温で行う従来法を凌駕する優れたITO膜を得ることに成功した。クラスターイオンビームのもつ高い表面反応性が次世代のエッチング・薄膜形成技術に有効であることを示した。

報告書

(3件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (34件)

  • [文献書誌] J.Matsuo, N.Toyoda, M.Akizuki and I.Yamada: "Sputtering of elemental metals by Ar cluster ions" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 121. 459-463 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Matsuo, M.Akizuki and I.Yamada: "Cluster ion assisted thin film formation" Application of Accelerators in Research and Industry. 499-502 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Matsuo, D.Takeuch, A.Kitai and I.Yamada: "Invetigation of damage formation by gas cluster ion bombardment" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 121. 89-93 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Toyoda, H.Kitani, J.Matsuo and I.Yamada: "Reactive sputering by SF_6 cluster ion beams" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 121. 484-488 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.Takeuchi, K.Fukushima, J.Matsuo and I.Yamada: "Study of Ar cluster ion bombardment of a sapphire surface" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 121. 493-497 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Aoki, J.Matsuo, Z.Insepov and I.Yamada: "Molecular dynamics simulation of damage formation by cluster ion impact" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 121. 49-52 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Matsuo, N.Toyoda, M.Akizuki and I.Yamada: "Sputtering of elemental metals by Ar cluster ions" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 121. 459-463 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Matsuo, M.Akizuki and I.Yamada: "Cluster ion assisted thin film formation" Application of Accelerators in Research and Industry. 499-502 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Matsuo, D.Takeuchi, A.Kitai and I.Yamada: "Invetigation of damage formation by gas cluster ion bombardment" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 121. 89-93 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Toyoda, H.Kitani, J.Matsuo and I.Yamada: "Reactive sputering by SF_6 cluster ion beams" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 121. 484-488 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.Takeuchi, K.Fukushima, J.Matsuo and I.Yamada: "Study of Ar cluster ion bombardment of a sapphire surface" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 121. 493-497 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Aoki, J.Matsuo, Z.Insepov and I.Yamada: "Molecular dynamics simulation of damage formation by cluster ion impact" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 121. 49-52 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Matsuo, N.Toyoda, M.Akizuki and I.Yamada: "Sputtering of elemental metals by Ar cluster ions" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 121. 459-463 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] J.Matsuo, M.Akizuki and I.Yamada: "Cluster ion assisted thin film formation" Application of Accelerators in Research and Industry. 499-502 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] J.Matsuo, D.Takeuchi, A.Kitai and I.Yamada: "Invetigation of damage formation by gas cluster ion bombardment" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 121. 89-93 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] N.Toyoda, H.Kitani, J.Matsuo and I.Yamada: "Reactive sputering by SF_6 cluster ion beams" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 121. 484-488 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] D.Takeuchi, K.Fukushima, J.Matsuo and I.Yamada: "Study of Ar cluster ion bombardment of a sapphire surface" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 121. 493-497 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Aoki, J.Matsuo, Z.Insepov and I.Yamada: "Molecular dynamics simulation of damage formation by cluster ion impact" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 121. 49-52 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] I.Yamada: "Characteristics and Peculiarities of Surface Processing by Gas Cluster Ion Bombardment" Nuclear Instruments and Methods in Physcis Research B. 112. 242-247 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] I.Yamada and J.Matsuo: "Lateral Sputtering by Gas Cluster Ion Beams and Its Applications to Atomic Level Surface Modification" Materials Reasearch Society Proceedings. 396. 149-154 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] D.Takeuchi,J.Matsuo and I.Yamada: "Bombarding Effects of Gas Cluster Ion Beams on Sapphire Surface;Charcateristics of Modified Layers and Their Mechanical Properties" Materials Research Society Proceedings. 396. 279-284 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] I.Yamada and J.Matsuo: "Surface Processing by Gas Cluster Ion Beams at the Atomic(Molecular)Level" Journal of Vacuum Science and Technology. A14(3). 781-785 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] M.Akizuki,J.Matsuo,G.H.Takaoka,I.Yamada: "Low-Damage Surface Treatment by Gas Cluster-Ion Beams" Surface Review and Letters. 3(1). 891-895 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] J.Matsuo,G.H.Takaoka,and I.Yamada: "Sputtering with Gas Cluster-Ion Beams" Surface Review and Letters. 3(1). 1017-1021 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] J.Matsuo,G.H.Takaoka,and I.Yamada: "Cluster Ion Bombardment-Induced Surface Damage of Si" Surface Review and Letters. 3(1). 1045-1049 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] J.Matsuo,I.Yamada: "Sputtering of Elemental Metals by Ar Cluster Ions" Nulcear Instruments and Methods in Physics Resaech B. 121. 459-463 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] M.Tanomura,J.Matsuo,G.H.Takaoka,I.Yamada: "Fullerene Ion Irradiation to Silicon" Nulcear Instruments and Methods in Physics Research B. 121. 480-483 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] N.Toyoda,H.Kitani,J.Matsuo and I.Yamada: "Reactive Sputtering by SF_6 Cluster Ion Beams" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 121. 484-488 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] D.Takeuchi,K.Fukushima,J.Matsuo and I.Yamada: "Study of Ar Cluster Ion Bombardment of Sapphire Surface" Nulcear Instruments and Methods in Physics. 121. 493-497 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kitani,N.Toyoda,J.Matsuo and I.Yamada: "Incident Angle Dependence of the Sputtering Effect of Ar Cluster Ion Bombardment" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 121. 489-492 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T.Seki,J.Matsuo,I.Yamada: "STM Observation of HOPG Surfaces Irradiated with Ar Cluster Ions" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 121. 498-502 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T.Aoki,J.Matsuo,and I.Yamada: "Molecular Dynamics Simulation of Damage Formation by Cluster Ion Impact" Nulcear Instruments and Methods in Physics Research B. 121. 49-52 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] I.Yamada and J.Matsuo: "Nanoscale Processing by Gas Cluster Ion Beams-Novel Technique in Ion Beam Processing" Proceedings of the 3rd International Conference on Intelligent Materials. 759-764 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] I.Yamada: "Research Project on Nano-Space Laboratory and Ralated Topics" Proceedings of the 3rd International Conference on Intelligent Materials. 753-758 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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