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高エネルギー密度パルスイオンビームによる半導体へのイオン注入技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16540447
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 プラズマ科学
研究機関富山大学

研究代表者

升方 勝己  富山大学, 工学部, 教授 (80157198)

研究分担者 高橋 隆一  富山大学, 工学部, 助教授 (80019223)
村井 忠邦  富山大学, 工学部, 教授 (40019196)
研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2005年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2004年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
キーワードパルスイオン注入 / パルスイオンビーム / 両極性パルス加速器 / パルス窒素イオンビーム / パルスアルミイオンビーム / SiC
研究概要

本研究計画ではパルスイオン注入への応用が可能なイオンビーム技術の開発が課題となる。これまでの研究成果に基づき、窒素イオンビームについて従来の加速方式によるイオン電流密度の向上を図るとともに、SiCのドーパントとして期待されるAl^+イオン源を開発した。また、ビーム純度の向上が期待される新しい加速方式として提案した「両極性パルス加速器」の開発を行った。さらに、プラズマフォーカス(PF)から発生される高強度パルスイオンビームを用いて固体材料への照射効果の評価を行った。
(1)窒素パルスイオンビームの開発及びイオン電流密度向上
既に開発済みのパルスイオンビーム発生装置について、加速ギャップの磁場配位、電極形状の改善、ガスパフ型同軸プラズマガンの改善を行うことにより、パルスアニール効果が期待される50A/cm^2を上回る90A/cm^2のイオン電流密度を達成した。また、マルクス発生器を電源としたコンパクトなイオンビーム発生装置を開発し、70A/cm^2のイオン電流密度を達成した。
(2)両極性パルス発生用パルス電源の開発
定格出力([-200kV、75ns、7Ω]+[+200kV、75ns、6.5Ω])の両極性パルス電源を開発した。両極性パルスの発生を確認するとともに、開発した電源を用いて両極性パルス加速器の動作を確認を行った。
(3)Al^+イオン源の開発
高電流のAl^+イオン源の開発を目指して真空アーク方式および細線放電方式のイオン源の開発を行った。真空アークイオン源では同軸形状電極を用いたプラズマガンを試作し、100A/cm^2以上のイオン電流密度を達成した。また、細線放電方式では、50A/cm^2程度のイオン源プラズマを良好な再現性で発生することに成功した。
(4)ビーム照射効果の評価
PFから発生されるパルスイオンビームをシリコン、アルミニウム、ステンレス等のターゲットに照射し、照射前後の材料の評価を行った。ビーム照射による表面の溶融、結晶性の変化、硬度の変化などを確認した。

報告書

(3件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書

研究成果

(36件)

すべて 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文

  • [雑誌論文] Multiple Compressions in Middle Energy Plasma Focus Device2006

    • 著者名/発表者名
      H.R.Yousefi, Y.Ejiri, H.Ito, K.Masugata
    • 雑誌名

      Proc.Int'l Conf.on Res.and Applications of Plasmas, Opele-Turawa, Poland 6-9 September 2005

      ページ: 249-241

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 高強度パルス重イオンビーム発生技術の開発とその応用2006

    • 著者名/発表者名
      升方勝己, 伊藤弘昭, 東山昌義, 冨田隆行
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料、パルスパワー研究会 PPT-06-1〜20

      ページ: 99-104

    • NAID

      10020523136

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Generation of intense pulsed heavy Ion beam and its application to materials processing (in Japanese)2006

    • 著者名/発表者名
      K.Masugata, H.Ito, M.Higashiyama, T.Tomita, I.Kitamura
    • 雑誌名

      The papers of Technical Meeting on Pulsed Power and Technology, IEE Japan PPT-06-1〜20

      ページ: 99-104

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Multiple Compressions in Middle Energy Plasma Focus Device2006

    • 著者名/発表者名
      H.R.Yousefi, Y.Ejiri, H.Ito, K.Masugata
    • 雑誌名

      Proc. Int'l Conf. on Research and Applications of Plasmas, Opele-Turawa, Poland 6-9 September 2005

      ページ: 249-241

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Generation of Intense Pulsed Heavy Ion beam by By Type Magnetically Insulated Ion Diode with Active Ion Source2005

    • 著者名/発表者名
      K.Masugata, R.Tejima, et al.
    • 雑誌名

      Proc.Int'l Conf.on High Power Particle Beams, Saint Petersburg, Russia, July 18-23 2004

      ページ: 4-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Bipolar-Pulse Accelerator for Intense Pulsed Ion Beam Acceleration2005

    • 著者名/発表者名
      K.Masugata, Y.Shimizu, et al.
    • 雑誌名

      Proc.Int'l Conf.on High Power Particle Beams, Saint Petersburg, Russia, July 18-23 2004

      ページ: 4-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Generation of Intense Pulsed Heavy Ion Beam by a By Type Magnetically Insulated Ion Diode with Active Ion Source2005

    • 著者名/発表者名
      K.Masugata, R.Tejima, et al.
    • 雑誌名

      Plasma Devices and Operations 13(1)

      ページ: 57-65

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Bipolar-pulse Accelerator for Intense Pulsed Ion Beam Acceleration2005

    • 著者名/発表者名
      T.Tomita, K.Masugata, et al.
    • 雑誌名

      Workshop report on "New Aspects to High Energy Density Plasma", Mar.7-8 2005, National Inst.for Fusion Sci. NIFS-PROC-61

      ページ: 60-65

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Generation of Intense Pulsed Heavy Ion Beam by a By Type Magnetically Insulated Ion Diode with Active Ion Source2005

    • 著者名/発表者名
      M.Higashiyama, K.Masugata, et al.
    • 雑誌名

      Workshop report on "New Aspects to High Energy Density Plasma", Mar.7-8 2005, National Inst.for Fusion Sci. NIFS-PROC-61

      ページ: 93-98

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 両極性パルス加速器の開発2005

    • 著者名/発表者名
      冨田, 和田, 井川, タナポール, 伊藤, 北村, 升方勝己, 他
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料、プラズマ研究会 PST-05-92〜106

      ページ: 23-28

    • NAID

      10018499911

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] プラズマガンを用いた高出力パルス重イオンビーム源の開発2005

    • 著者名/発表者名
      東山, 三宅, 廣明, 伊藤, 北村, 升方勝己, 田上, 荒井
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料、プラズマ研究会 PST-05-92〜106

      ページ: 29-34

    • NAID

      10016841329

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Characteristics of Pulsed Power Generator by Versatile Inductive Voltage Adder2005

    • 著者名/発表者名
      K.Yatsui, K.Shimiya, K.Masugata, M.Shigeta, K.Shibata
    • 雑誌名

      Laser and Particle Beams 23(04)

      ページ: 573-581

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Generation of Intense Pulsed Heavy Ion Beam by a By Type Magnetically Insulated Ion Diode with Active Ion Source2005

    • 著者名/発表者名
      K.Masugata, R.Tejima, et al.
    • 雑誌名

      Plasma Devices and Ope rations 13(1)

      ページ: 57-65

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Bipolar-pulse Accelerator for Intense Pulsed Ion Beam Acceleration2005

    • 著者名/発表者名
      T.Tomita, K.Masugata, et al.
    • 雑誌名

      Workshop report on "New Aspects to High Energy Density Plasma", Mar.7-8 2005,National Inst.for Fusion Sci. NIFS-PROC-61

      ページ: 60-65

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Generation of Intense Pulsed Heavy Ion Beam by a By Type Magnetically Insulated Ion Diode with Active Ion Source2005

    • 著者名/発表者名
      M.Higashiyama, … K.Masugata, et al.
    • 雑誌名

      Workshop report on "New Aspects to High Energy Density Plasma", Mar.7-8 2005,National Inst.for Fusion Sci. NIFS-PROC-61

      ページ: 93-98

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Bipolar-pulse Accelerator for Intense Pulsed Ion Beam Acceleration2005

    • 著者名/発表者名
      T.Tomita, K.Masugata, Y.Shimizu, Y.Fujioka, I.Kitamura, H.Tanoue, K.Arai
    • 雑誌名

      Workshop report on "New Aspects to High Energy Density Plasma", Mar.7-8 2005,National Inst.for Fusion Sci. NIFS-PROC-61

      ページ: 60-65

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Bipolar Pulse Accelerator (in Japanese)2005

    • 著者名/発表者名
      T.Tomita,...., K.Masugata, et al.
    • 雑誌名

      The papers of Technical Meeting on Plasma Science and Technology, IEE Japan PST-05-92〜106

      ページ: 23-28

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Intense Pulsed Heavy Ion Source with Plasma Gun (in Japanese)2005

    • 著者名/発表者名
      M.Higashiyama,...., K.Masugata, et al.
    • 雑誌名

      The papers of Technical Meeting on Plasma Science and Technology, IEE Japan PST-05-92〜106

      ページ: 29-34

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Bipolar-pulse Accelerator for Intense Pulsed Ion Beam Acceleration2005

    • 著者名/発表者名
      T.Tomita, K.Masugata, Y.Shimizu, Y.Fujioka, I.Kitamura, H.Tanoue, K.Arai
    • 雑誌名

      Workshop report on "New Aspects to High Energy Density Plasma", Mar.7-8 2005, National Inst. for Fusion Sci. NIFS-PROC-61

      ページ: 60-65

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Generation of Intense Pulsed Heavy Ion Beam by a By Type Magnetically Insulated Ion Diode with Active Ion Source2005

    • 著者名/発表者名
      M.Higashiyama, S.Takata, R.Tejima, J.Kawai, I.Kitamura, K.Masugata, H.Tanoue, K.Arai
    • 雑誌名

      Workshop report on "New Aspects to High Energy Density Plasma", Mar.7-8 2005, National Inst. for Fusion Sci. NIFS-PROC-61

      ページ: 93-98

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 両極性パルス加速器の開発2005

    • 著者名/発表者名
      冨田, 和田, 井川, タナポール, 伊藤, 北村, 升方勝己, 田上, 荒井
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料、プラズマ研究会 PST-05-92〜106

      ページ: 23-28

    • NAID

      10018499911

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] プラズマガンを用いた高出力パルス重イオンビーム源の開発2005

    • 著者名/発表者名
      東山, 三宅, 廣明, 伊藤弘昭, 北村岩雄, 升方勝己, 田上, 荒井
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料、プラズマ研究会 PST-05-92〜106

      ページ: 29-34

    • NAID

      10016841329

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Generation of Intense Pulsed Heavy Ion Beam by a By Type Magnetically Insulated Ion Diode with Active Ion Source2005

    • 著者名/発表者名
      K.Masugata, R.Tejima, M.Higashiyama, J.Kawai, I.Kitamura, H.Tanoue, K.Arai
    • 雑誌名

      Plasma Devices and Operations 13(1)

      ページ: 57-65

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Generation of Intense Pulsed Heavy Ion beam by By Type Magnetically Insulated Ion Diode with Active Ion Source2005

    • 著者名/発表者名
      K.Masugata, R.Tejima, J.Kawai, I.Kitamura, H.Tanoue, K.Arai
    • 雑誌名

      Proc.Int'l Conf.on High Power Particle Beams, Saint Petersburg, Russia, July 18-23 2004 (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of Bipolar-Pulse Accelerator for Intense Pulsed Ion Beam Acceleration2005

    • 著者名/発表者名
      K.Masugata, Y.Shimizu, Y.Fujioka, I.Kitamura, H.Tanoue, K.Arai
    • 雑誌名

      Proc.Int'l Cnof.on High Power Particle Beams, Saint Petersburg, Russia, July 18-23 2004 (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of Bipolar-pulse Accelerator for Intense Pulsed Ion Beam Acceleration2004

    • 著者名/発表者名
      K.Masugata, Y.Shimizu, et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments & Methods in Physics Research, Section A, 535/3

      ページ: 614-621

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 両極性パルス加速器の開発2004

    • 著者名/発表者名
      清水, 井川, 冨田, 北村, 升方, 田上, 荒井
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料、プラズマ研究会PST-04-85 PST-04-82〜95

      ページ: 17-22

    • NAID

      10018499911

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] プラズマガンを用いた高出力パルス重イオンビーム源2004

    • 著者名/発表者名
      東山, 細川, 成瀬, 北村, 升方, 田上, 荒井
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料、プラズマ研究会PST-04-104 PST-04-96〜110

      ページ: 45-50

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] プラズマフォーカスにおける電流シース及び中性子発生特性の評価2004

    • 著者名/発表者名
      川口, 上田, 江尻, 高田, 北村, 升方
    • 雑誌名

      電気学会プラズマ研究会資料、PST-04-106 PST-04-96〜110

      ページ: 51-57

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Bipolar-pulse Accelerator for Intense Pulsed Ion Beam Acceleration2004

    • 著者名/発表者名
      K.Masugata, Y.Shimizu, et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments & Methods in Physics Research, Section A 535/3

      ページ: 614-621

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Bipolar Pulse Accelerator(in Japanese)2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Shimizu, et al.
    • 雑誌名

      The papers of Technical Meeting on Plasma Science and Technology, IEE Japan PST-04-82〜95

      ページ: 17-22

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Intense Pulsed Heavy Ion Source with Plasma Gun (in Japanese)2004

    • 著者名/発表者名
      M.Higashiyama,...., K.Masugata, et al.
    • 雑誌名

      The papers of Technical Meeting on Plasma Science and Technology, IEE Japan PST-04-96〜110

      ページ: 45-50

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Current Sheath and Characteristic of Neutron Produced in Plasma Focus (in Japanese)2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawaguchi,...., K.Masugata, et al.
    • 雑誌名

      The papers of Technical Meeting on Plasma Science and Technology, IEE Japan PST-04-96〜110

      ページ: 51-57

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Generation of Intense Pulsed Heavy Ion beam by By Type Magnetically Insulated Ion Diode with Active Ion Source2004

    • 著者名/発表者名
      K.Masugata, R.Tejima, et al.
    • 雑誌名

      Proc.Int'l Conf.on High Power Particle Beams, Saint Petersburg, Russia, July 18-23

      ページ: 18-23

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Bipolar-Pulse Accelerator for Intense Pulsed Ion Beam Acceleration2004

    • 著者名/発表者名
      K.Masugata, Y.Shimizu, et al.
    • 雑誌名

      Proc.Int'l Conf.on High Power Particle Beams, Saint Petersburg, Russia, July 18-23

      ページ: 18-23

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Bipolar-pulse Accelerator for Intense Pulsed Ion Beam Acceleration2004

    • 著者名/発表者名
      K.Masugata, Y.Shimizu, Y.Fujioka, I.Kitamura, H.Tanoue, K.Arai
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments & Methods in Physics Research, Section A 535/3

      ページ: 614-621

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-03-31   更新日: 2016-04-21  

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