| 研究課題/領域番号 |
15360143
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
電力工学・電気機器工学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
酒井 洋輔 北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (20002199)
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| 研究分担者 |
BRATESCU Maria A. (BRATESCU A.Maria) 北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 助手 (70312379)
須田 善行 北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 助手 (70301942)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
13,600千円 (直接経費: 13,600千円)
2004年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2003年度: 10,200千円 (直接経費: 10,200千円)
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| キーワード | 電気絶縁 / アモルファスCF薄膜 / パーフルオロカーボン / パッシェン曲線 / 絶縁耐力向上 / プラズマ発光スペクトル / 膜堆積カーサ / 絶縁体力向上 / 膜堆積プリカーサ |
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| 研究概要 |
本研究は地球温暖化ガスの一つとして使用量の削減が迫られているSF_6ガスに替わり、自然界にある窒素や酸素あるいは合成空気を用いることを前提とし、その代わり導体部に低誘電率・高絶縁耐力をもつアモルファスa-C:F膜を堆積することにより絶縁補強し、SF_6ガス絶縁と同程度あるいはそれ以上の絶縁耐力を得ようとすることである。膜原料に主としてC_8F_<18>を用い、本膜の物理・化学的特性、電気的特性、ならびにプラズマ中で生成される膜堆積プリカーサを調べるとともに、本膜を堆積した電極のガス絶縁特性を測定した。成果は以下のとおりである。
1.Siならびにアルミニウム基板上への堆積速度は、100〜200nm/min以上で、在来原料のCF_4やC_2F_6に比べ数十倍以上の高堆積速度が得られた。
2.堆積a-C:Fは高密度C-CとC-F結合から成り、誘電率(ε_r【approximately equal】2)の低い熱特性にも優れた絶縁膜が得られた。絶縁耐力は1μmで2.7MV/cm。
3.C_8F_<18>RFプラズマの発光スペクトルと質量分析装置を用いて観測し、分解種;C_2、CF、CF_2、CF_3、CF_5等の存在を確認した。これらが膜堆積に寄与し、どの種が多く堆積されるかに依存してC/F比が決まるものと考えられる。
4.本a-C:FをAl電極上に堆積し、N_2、ArとHeガスのパッセン曲線を測定したが、破壊電圧V_sはAl電極の場合に比べて低pd(気圧x電極間隙)領域で3倍程度上昇した。また、pd<20Torr・cmでは、SF_6のV_sよりも向上することが分かった。
これらの結果は、本研究課題で取上げた方法が機器絶縁に大きく寄与することを示した。
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