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高真空環境下プラズマ源の開発とプラズマ援用型集束荷電粒子ビーム誘起蒸着法への応用

研究課題

研究課題/領域番号 08J08114
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 材料加工・処理
研究機関東京大学

研究代表者

宮副 裕之  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2009年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2008年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワードマイクロプラズマ / 集束電子ビーム誘起プロセス / 集束電子ビーム / 誘導結合型プラズマ / 集束電子ビーム誘起蒸着法 / 銅 / 還元 / 原子状水素 / 集束電子ビーム誘起堆積法
研究概要

昨年度までに、マイクロプラズマ技術と、電子ビームをもちいた直接描画プロセスのひとつである集束電子ビーム技術を融合し、水素-アルゴンマイクロプラズマをもちいた従来の電子ビームによる堆積物への後処理に加え、本研究で開発したマイクロプラズマ援用型集束電子ビーム誘起蒸着法により直径1.5μm程度のコーン型の銅の堆積に成功した。一方でプラズマによる厚さ200nm程度の広範囲(径数百μm程度)の堆積物が同時に基板上に確認された。今後、プロセスを最適化し、直接描画技術による3次元ナノ構造物質の作製する際には、以上のようなプラズマによる堆積物は堆積されず、電子ビームの照射部分のみに堆積プロセスがおこなわれなければならない。今年度は基板上に到達する原料ガスとプラズマによるガス流のシミュレーションをおこない、プラズマによる堆積物の堆積課程をモデリングにより考察した。その結果、プラズマによる熱の影響は少なく(プラズマ照射部の局所的な基板温度は50℃以下)、基板上に吸着した原料ガスに対する、プラズマ中の原子状水素による水素ラジカルの影響が支配的となることが確認され、堆積速度に関するモデリングの結果は実験結果と非常に良い一致を得た。以上の結果を踏まえて、今後プロセスを最適化するためには水素ラジカルを適用した本法の場合、原料ガスの再選定等が必要となると考えられるが、電子ビーム誘起蒸着法の反応性を向上させた本研究は今後のプロセス制御において有効な手段のひとつとなると考えられる。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (11件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Localized high-rate deposition of zinc oxide films at atmospheric pressure using inductively coupled microplasma2010

    • 著者名/発表者名
      S.Stauss, Y Imanishi, H.Miyazoe, K.Terashima
    • 雑誌名

      Thin Solid Films (In press(掲載確定))

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High rate deposition of ZnO thin films by a small-scale inductively coupled argon plasma generated in open air2010

    • 著者名/発表者名
      S.Stauss, Y.Imanishi, H.Miyazoe, K.Terashima
    • 雑誌名

      Journal of Physics D : Applied Physics (In press(掲載確定))

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a dielectric-barrier discharge enhanced microplasma jet2009

    • 著者名/発表者名
      S.Kiriu, H.Miyazoe, F.Takamine, M.Sai, J.H.Choi, T.Tomai, K.Terashima
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 94

      ページ: 1915021-3

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrahigh-frequency microplasma jet as a low-power, high-density, and localized ions/radicals source2009

    • 著者名/発表者名
      H. Miyazoe, M. Sai, S. Stauss, K. Terashima
    • 雑誌名

      J. Vac. Sci. Technol. A 27

      ページ: 9-12

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of microplasma assisted focused electron beam-induced deposition2009

    • 著者名/発表者名
      H. Miyazoe, H. Kikuchi, S. Kiriu, I. Utke, J. Michler, K. Terashima
    • 雑誌名

      Proceedings of Plasma Science Symposium 2009/The 26th Symposium on Plasma Processing

      ページ: 508-509

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Generation of large area dielectric barrier discharges in supercritical fluids and their application for the synthesis of sp^3 nanocarbon materials2010

    • 著者名/発表者名
      S.Stauss, H.Miyazoe, H.Kikuchi, T.Shizuno, K.Saito, K.Terashima
    • 学会等名
      International Workshop on Plasmas with Liquids
    • 発表場所
      Ehime, Japan
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Nano-interface plasmas generated in supercritical fluids and their application to nanomaterials processing2010

    • 著者名/発表者名
      K.Terashima, S.Stauss, H.Miyazoe, H.Kikuchi, T.Shizuno, K., Saito
    • 学会等名
      International Conference on Plasma-Nano Technology & Science
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Large area dielectric barrier discharges generated in supercritical xenon and their application to sp^3 hybridized nanocarbon materials synthesis2010

    • 著者名/発表者名
      S.Stauss, H.Miyazoe, Hirokazu Kikuchi, Tomoki Shizuno, Koya Saito, K.Terashima
    • 学会等名
      Symposium of the Japan Society of Applied Physics
    • 発表場所
      Hiratsuka, Japan
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] High-rate localized deposition of ZnO films by an inductively coupled argon microplasma in open air2010

    • 著者名/発表者名
      S.Stauss, Y.Imanishi, H.Miyazoe, K.Terashima
    • 学会等名
      The 27^<th> Symposium on Plasma Processing
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Time-resolved characterization of dielectric barrier discharge enhanced microplasma jet2009

    • 著者名/発表者名
      S.Kiriu, H.Miyazoe, J.H.Choi, T.Tomai, K.Terashima
    • 学会等名
      The 22^<nd> Symposium on Plasma Science for Materials
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Direct fabrication of copper containing materials by microplasma-assisted focused electron beam-induced deposition2009

    • 著者名/発表者名
      H.Miyazoe, H.Kikuchi, S.Kiriu, I.Utke, J.Michler, K.Terashima
    • 学会等名
      The 22^<nd> Symposium on Plasma Science for Materials
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Microplasma assisted focused electron beam nano patterning2009

    • 著者名/発表者名
      H. Miyazoe, H. Kikuchi, S. Kiriu, I. Utke, J. Michler, K. Terashima
    • 学会等名
      Fundamentals and Applications of Microplasmas
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Development of microplasma assisted focused electron beam-induced deposition2009

    • 著者名/発表者名
      H. Miyazoe, H. Kikuchi, S. Kiriu, I. Utke, J. Michler, K. Terashima
    • 学会等名
      Proceedings of Plasma Science Symposium 2009/The 26^<th> Symposium on Plasma Processing
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Development of microplasma assisted focused electron beam-induced deposition2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kiriu, H. Miyazoe, I. Utke, K. Terashima
    • 学会等名
      2^<nd> Japanese-German Student Workshop on Plasma Science and Technology
    • 発表場所
      Bochum, Germany
    • 年月日
      2008-10-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of sub-beam size nanoholes by controlled focused electron beam-induced etching2008

    • 著者名/発表者名
      H. Miyazoe, I. Utke, J. Michler, K. Terashima
    • 学会等名
      2^<nd> Focused Electron Beam-Induced Processing Workshop
    • 発表場所
      Thun, Switzerland
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Hydrogen microplasma treatment of focused electron-beam induced deposits2008

    • 著者名/発表者名
      H. Miyazoe, S. Kiriu, S. Stauss, I. Utke, J. Michler, K. Terashima
    • 学会等名
      2^<nd> Focused Electron Beam-Induced Processing Workshop
    • 発表場所
      Thun, Switzerland
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://plasma.k.u-tokyo.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://plasma.k.u-tokyo.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2024-03-26  

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