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プラズマプロセスを用いた低温原子層堆積法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 14J10615
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 ナノマイクロシステム
研究機関山形大学

研究代表者

鹿又 健作  山形大学, 理工学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード原子層堆積 / 赤外吸収分光 / プラズマ / 高誘電率ゲート絶縁膜 / 防蝕コート / TEMAH / TEMAZ / TMA / 防蝕
研究実績の概要

前年度の研究で構築した酸化ハフニウムの室温原子層堆積プロセスを用いて、HfO2-SiMOSキャパシタを試作し、電気的特性評価から、試作したHfO2-SiMOSキャパシタがMOS動作することを確認した。また、膜堆積後の熱処理と膜堆積前の表面処理を検討し、試作したHfO2-SiMOSキャパシタの電気的特性向上の可能性を見出した。
新膜種として酸化ジルコニウムの室温原子層堆積の開発に取り組んだ。原料ガスとしてテトラキスエチルメチルアミノジルコニウム(TEMAZ)と酸化ガスにプラズマ励起した加湿アルゴンを用いた。赤外吸収分光によってSi基板上への原料分子の吸着過程と酸化過程をその場観察し、酸化ジルコニウムの室温原子層堆積プロセスを設計する際に必須となる情報を抽出した。この情報をもとに酸化ジルコニウムの室温原子層堆積を行い、X線光電子分光と分光エリプソメトリーによる評価を行い、酸化ジルコニウムの室温原子層堆積を実証した。
ガスバリアコート向け室温原子層堆積において、本研究で構築した酸化アルミニウムと酸化チタンの室温原子層堆積プロセスを複合することで、単層では難しかった10-3g/m2/day台の水蒸気バリア性を達成している。この値は電子ペーパー、薄膜系Si太陽電池の封止材として十分な性能であると考えられる。この成果をもって企業との共同研究に繋げていきたいと考えている。難腐食コート向けの室温原子層堆積において表面科学と腐食分野の第一人者であるフランスのパリテック研究所のフィリップマーカス教授と議論を行い、本研究で構築した室温原子層堆積プロセスを用いた難腐食コートについて共同研究を継続する予定である。
本研究の成果は英語論文誌への論文投稿4件、国際会議3件、国内会議3件で成果公開を行っている。本年度の研究成果をもとに研究を継続し、室温原子層堆積の可能性を拡げていきたいと考えている。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Optimized design of moth eye antireflection structure for organic photovoltaics2016

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Kubota, Kensaku Kanomata, Bashir Ahmmad, Jun Mizuno, Fumihiko Hirose
    • 雑誌名

      Journal of Coatings Technology and Research

      巻: 13 号: 1 ページ: 201-210

    • DOI

      10.1007/s11998-015-9745-5

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fundamental reaction of RT gallium oxide atomic layer deposition investigated by IR absorption spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      P. Pansila, K. Kanomata, B. Ahmmad, S. Kubota, F. Hirose
    • 雑誌名

      IEICE Transaction on Electronics

      巻: E98-C No.5 ページ: 382-388

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitrogen adsorption of Si(100) surface by plasma excited ammonia2015

    • 著者名/発表者名
      P. Pansila, K. Kanomata, B. Ahmmad, S. Kubota, F. Hirose
    • 雑誌名

      IEICE Transaction on Electronics

      巻: E98-C No.5 ページ: 395-401

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth kinetics of temperature-controlled atomic layer deposition of GaN using trimethlgallium and remote-plasma-excited NH32015

    • 著者名/発表者名
      P. Pugboon Pansila, K. Kanomata, M. Miura, B. Ahammad, S. Kubota, F. Hirose
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: 357 ページ: 1920-1927

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2015.09.138

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] リモートプラズマを用いたアルミナ室温原子層堆積プロセスと表面反応過程評価2015

    • 著者名/発表者名
      鹿又健作、パンシラポープンブン、大場尚志、有馬ボシールアハンマド、久保田繁、平原和弘、廣瀬文彦
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌 C

      巻: J98-C No.1 ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Infrared study on room-temperature atomic layer deposition of HfO2 using tetrakis (ethylmethylamino) hafnium and remote plasma-excited oxidizing agents2015

    • 著者名/発表者名
      Kensaku Kanomata, Hisashi Ohba, P. Pungboon Pansila, Bashir Ahmmad, Shigeru Kubota, Kazuhiro Hirahara, Fumihiko Hirose
    • 雑誌名

      Journal of Vacuum Science & Technology A

      巻: 33 号: 1

    • DOI

      10.1116/1.4899181

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] プラズマ励起法を用いたZrO2の室温原子層堆積2016

    • 著者名/発表者名
      野老健太郎、鹿又健作、有馬ボシルアハンマド、久保田繁、廣瀬文彦
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京都 目黒区 東京工業大学 大岡山キャンパス
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] プラズマ励起法を用いたナノ微粒子用原子層堆積装置開発2016

    • 著者名/発表者名
      菊地航、鹿又健作、有馬ボシルアハンマド、久保田繁、廣瀬文彦
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京都 目黒区 東京工業大学 大岡山キャンパス
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Room-temperature Atomic Layer Depsition of Al2O3 for Anticorrosion Coatings Using Trimethylaluminum and Remote-plasma Excited Water Vapor2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kanomata, P. Pansila, H. Ohba, B. Ahmmad, S. Kubota, K. Hirahara, F. Hirose
    • 学会等名
      ALD2015 15th International Conference on Atomic Layer Deposition
    • 発表場所
      アメリカ ポートランド ポートランドヒルトン
    • 年月日
      2015-06-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation on Reaction Mechanism of Room-temperature HfO2 Atomic Layer Deposition Using Multiple Internal Reflection Infrared Absorption Spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kanomata, H. Ohba, P. Pansila, B. Ahmmad, S. Kubota, K. Hirahara, F. Hirose
    • 学会等名
      ALD2015 15th International Conference on Atomic Layer Deposition
    • 発表場所
      アメリカ ポートランド ポートランドヒルトン
    • 年月日
      2015-06-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] RT Atomic Layer Deposition of Al2O3 By Using Remote Plasma Excited Water Vapor2015

    • 著者名/発表者名
      Kensaku Kanomata, P. Pungboon Pansila, Hisashi Ohba, Bashir Ahmmad, Shigeru Kubota, Kazuhiro Hirahara, Fumihiko Hirose
    • 学会等名
      Electrochemical Society 227th Meeting
    • 発表場所
      アメリカ シカゴ ヒルトンシカゴ
    • 年月日
      2015-05-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 加湿酸素プラズマガスを用いた酸化ハフニウム膜の室温原子層堆積の反応機構2015

    • 著者名/発表者名
      鹿又健作、大場尚志、パンシラポープンブン、有馬ボシールアハンマド、久保田繁、廣瀬文彦
    • 学会等名
      電子情報通信学会 電子デバイス研究会
    • 発表場所
      宮城県 仙台市 東北大学 ナノスピン実験施設
    • 年月日
      2015-04-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Infrared Study on Room-temperature Atomic Layer Deposition of HfO2 Using Tetrakis (ethylmethylamino) hafnium and Remote-plasma Excited Oxidizing Agents2014

    • 著者名/発表者名
      Kensaku Kanomata, Hisashi Ohba, P. Pungboon Pansila, Takahiko Suzuki, Bashir Ahmmad, Shigeru Kubota, Kazuhiro Hirahara, Fumihiko Hirose
    • 学会等名
      ALD2014 14th International Conference on Atomic Layer Deposition
    • 発表場所
      京都府 グランビア京都
    • 年月日
      2014-06-15 – 2014-06-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Non-heating atomic layer deposition of HfO2 by using remote plasma source2014

    • 著者名/発表者名
      K. Kanomata, H. Ohba, P. Pansila, T. Suzuki, B. Ahmmad, S. Kubota, K. Hirahara, F. Hirose
    • 学会等名
      Electrochemical Society 225th meeting
    • 発表場所
      アメリカ オーランド ヒルトン オーランド ボンネット クリーク
    • 年月日
      2014-05-11 – 2014-05-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 酸化物薄膜の形成方法および装置2014

    • 発明者名
      廣瀬文彦、鹿又健作
    • 権利者名
      廣瀬文彦
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-12-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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