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低気圧高密度均一プラズマ源のためのネオ磁場配位型リングホロー磁化放電の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 16K05634
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 プラズマ科学
研究機関佐賀大学

研究代表者

大津 康徳  佐賀大学, 理工学部, 教授 (50233169)

研究協力者 田原 達夫  
シュルツ ジュリアン  
ホッサイン マハムッド アムザッド  
住山 貴史  
井手 翼  
中村 優太朗  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードネオ磁場配位リングホロー磁化放電 / 高密度プラズマ / 高速アッシング / スパッタリング / 高密度均一プラズマ / リング状ホロー磁化放電 / ホロー効果 / ネオ磁場構造 / 低気圧高密度プラズマ / 容量結合型放電 / プラズマ応用 / 高密度プラズマ源 / ホロー陰極放電
研究成果の概要

高周波容量結合プラズマは太陽電池パネル、液晶ディスプレイ、スマートフォンなどの製造工程における半導体薄膜、機能性薄膜の合成やLSIの超微細加工に広く使用されている。しかしながら、容量結合プラズマには、生産速度に課題が残されている。その原因は、プラズマ密度が低密度であるためである。本研究では、独自に提案したネオ磁場配位型リングホロー磁化放電を確立させた。この新方式放電により、生産速度が従来の10倍以上を達成できるプラズマ密度を有していることを明らかにした。さらに、プラズマ応用として、アッシング特性や透明導電膜合成を実施し、本放電方式が優位であることも明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

第4の物質状態であるプラズマは、身近な情報家電機器の中に組み込まれている集積回路や各種センサの薄膜などの加工に広く利用されている。本研究では、従来のプラズマの課題を解決するために、独自に提案した放電方式により、従来の課題であった低密度プラズマを解決した。プラズマ密度が従来の10倍以上であることを明らかにした。それらの研究で得られた成果は8件の国際的な学術雑誌として公表されたので学術的意義は大きい。また、本方式を工業応用することにより、省エネルギー化を向上させることが期待され、社会的意義も大きい。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 9件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 2件) 図書 (1件) 備考 (4件) 産業財産権 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] West Virginia Uuniversity(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] West Virginia University(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Outer Ring-Shaped Radio Frequency Magnetized Plasma Source for Target Utilization in Specific Area2018

    • 著者名/発表者名
      Md. Amzad Hossain and Yasunori Ohtsu
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Plasma Sci.

      巻: 46 号: 8 ページ: 2894-2900

    • DOI

      10.1109/tps.2018.2850352

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] RF magnetized ring-shaped plasma for target utilization obtained with circular magnet monopole arrangement2018

    • 著者名/発表者名
      Md. Amzad Hossain and Yasunori Ohtsu
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys.

      巻: 57 号: 1S ページ: 01AA05-01AA05

    • DOI

      10.7567/jjap.57.01aa05

    • NAID

      210000148531

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] PRotational cross-shaped magnetized radio-frequency sputtering plasma source for uniform circular target utilization2017

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Ide, Md. Amzad Hossain, Yutaro Nakamura and Yasunori Ohtsu
    • 雑誌名

      Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films

      巻: 35 号: 6

    • DOI

      10.1116/1.4999221

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Performance of a Gyratory Square-Shaped Capacitive Radio Frequency Discharge Plasma Sputtering Source for Materials Processing2017

    • 著者名/発表者名
      Md. Amzad Hossain, Yasunori Ohtsu and Tatsuo Tabaru
    • 雑誌名

      Plasma Chem Plasma Process

      巻: 37 号: 6 ページ: 1663-1677

    • DOI

      10.1007/s11090-017-9847-1

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Spatial structure of radio frequency ring-shaped magnetized discharge sputtering plasma using two facing ZnO/Al2O3 cylindrical targets for Al-doped ZnO thin film preparation2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sumiyama, Takaya Fukumoto, Yasunori Ohtsu, and Tatsuo Tabaru
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 7 号: 5

    • DOI

      10.1063/1.4983851

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] RF Magnetized Ring-Shaped Plasma for Uniform Cu Target Utilization by Circular Magnets Monopole Arrangement2017

    • 著者名/発表者名
      Md. Amzad Hossain and Yasunori Ohtsu
    • 雑誌名

      Proc. ISPlasma 2017

      巻: 9

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Surface treatment of silicon wafer by atmospheric pressure plas ma jet with a tungsten rod coated by C22017

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Ohtsu and Kenta Nagamatsu
    • 雑誌名

      Proc. ISPlasma 2017

      巻: 9

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Capacitive radio frequency discharges with a single ring-shaped narrow trench of various depths to enhance the plasma density and lateral uniformity2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Ohtsu, N. Matsumoto, J. Schulze and E. Schuengel
    • 雑誌名

      PHYSICS OF PLASMAS,

      巻: 23 号: 3 ページ: 033510-033510

    • DOI

      10.1063/1.4943964

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] High-density radio-frequency magnetized plasma sputtering source with rotational square-shaped arrangement of rod magnets for uniform target utilization2016

    • 著者名/発表者名
      Md. Amzad Hossain, T. Ide, K. Ikari, Y. Ohtsu
    • 雑誌名

      Vacuum

      巻: 128 ページ: 219225-219225

    • DOI

      10.1016/j.vacuum.2016.03.035

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Spatial structure of plasma density and electron temperature in capacitive RF discharges with a single ring-shaped narrow trench of various depths2016

    • 著者名/発表者名
      J. Schulze, E. Schuengel, N. Matsumoto, Y. Ohtsu
    • 雑誌名

      Bulletin of the American Physical Society 69th Annual Gaseous Electronics Conference

      巻: 61

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Electrical and Structural Properties of Copper Thin Films Deposited by Novel RF Magnetized Plasma Sputtering with Gyratory Square-Shaped Arrangement by Bar Permanent Magnets2016

    • 著者名/発表者名
      Md. Amzad Hossain and Yasunori Ohtsu
    • 雑誌名

      Bulletin of the American Physical Society 69th Annual Gaseous Electronics Conference

      巻: 61

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 1.高周波ホロー陰極放電プラズマによるポリイミドフィルムの高速アッシング2018

    • 著者名/発表者名
      本田進之介、井野雄太、大津康徳
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部第22回支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 3.低気圧水素ガスにおけるホロー陰極効果と磁場閉 じ込めを用いた高密度水素プラズマの計測2018

    • 著者名/発表者名
      麻生和希、大津康徳
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部第22回支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 6.Treatment of polycarbonate plate for next-generation vehicle window by radio frequency magnetron plasma sputtering with an arrangement of cylindrical magnets2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Ohtsu, Y. Takada, K. Sugawara, Y. Fujio and T. Tabaru
    • 学会等名
      Proc. of 40th anniversary International Symposium on Dry Process (DPS2018), 40, 151-152
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 8.アルゴン酸素混合ガスを用いた高周波ホロー陰極放電プラズマによるポリイミドアッシングの特性2018

    • 著者名/発表者名
      本田進之介、大津康徳
    • 学会等名
      2018年第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 9.ホロー陰極効果と磁場閉じ込め効果を用いた低気圧高密度水素プラズマ源の生成2018

    • 著者名/発表者名
      麻生和希、大津康徳
    • 学会等名
      2018年第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ホロー電極と磁石を用いた低気圧高密度水素プラズマの生成2017

    • 著者名/発表者名
      麻生和希、川端圭志、大津康徳
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会九州・沖縄・山口支部 第21回支部大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ホロー電極を用いたAr-O2混合高周波プラズマの空間構造2017

    • 著者名/発表者名
      高崎雅也、本田進之介、大津康徳
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会九州・沖縄・山口支部 第21回支部大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高周波磁化ホロー放電電極を用いた低気圧高密度水素負イオンの生成2017

    • 著者名/発表者名
      川端圭志、麻生和希、大津康徳
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会九州・沖縄・山口支部 第21回支部大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸素ガスを用いた高周波ホロー陰極放電プラズマによるポリイミドアッシングの高速化2017

    • 著者名/発表者名
      本田進之介、高崎雅也、大津康徳
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会九州・沖縄・山口支部 第21回支部大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 低気圧高密度プラズマ生成のための高周波磁化ホロー放電電極の開発2017

    • 著者名/発表者名
      麻生 和希、大津 康徳
    • 学会等名
      2017年第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Ar-O2混合ガスを用いた高周波プラズマの空間構造2017

    • 著者名/発表者名
      高崎 雅也、大津 康徳、Julian Schulze
    • 学会等名
      2017年第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Outer Circular Ring-Shaped RF Magnetized Plasma for Specific Area Target Utilization by Magnetic Monopole Arrangement2017

    • 著者名/発表者名
      Md. Amzad Hossain and Yasunori Ohtsu
    • 学会等名
      44th International Conference on Plasma Science
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 対向円筒型ターゲットを用いたリング状磁化放電スパッタによる低抵抗AZO薄膜合成2016

    • 著者名/発表者名
      住山貴史、福元喬也、大津康徳、田原竜夫、本村大成
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会九州・沖縄・山口支部第20回支部大会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 年月日
      2016-12-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 円筒型AZO対向ターゲットを用いた高周波スパッタプラズマの空間構造2016

    • 著者名/発表者名
      福元喬也、住山貴史、大津康徳
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会九州・沖縄・山口支部第20回支部大会
    • 発表場所
      州大学伊都キャンパス
    • 年月日
      2016-12-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 対向円筒型ターゲットを用いたRF磁化放電スパッタによるAZO透明導電薄膜合成2016

    • 著者名/発表者名
      住山貴史、福本喬也、大津康徳、田原竜夫、本村大成
    • 学会等名
      電気学会プラズマ研究会
    • 発表場所
      佐賀大学
    • 年月日
      2016-10-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 角形磁石を用いた回転型十字磁化プラズマスパッタリング装置の開発と銅ターゲット均一利用2016

    • 著者名/発表者名
      井手 翼、中村優太朗、大津康徳、田原竜夫、本村大成
    • 学会等名
      電気学会プラズマ研究会
    • 発表場所
      佐賀大学
    • 年月日
      2016-10-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] RFマグネトロンスパッタリングにより合成したPVDF薄膜の評価2016

    • 著者名/発表者名
      高田祐輔、菅原光星、大津康徳
    • 学会等名
      電気学会プラズマ研究会
    • 発表場所
      佐賀大学
    • 年月日
      2016-10-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] 1.Physics of High-Density Radio Frequency Capacitively Coupled Plasma with Various Electrodes and Its Applications2019

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Ohtsu
    • 総ページ数
      16
    • 出版者
      IntechOpen
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] プラズマエレクトロニクス研究室(佐賀大学)

    • URL

      http://www.ee.saga-u.ac.jp/plasma/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] プラズマエレクトロニクス研究室

    • URL

      http://www.ee.saga-u.ac.jp/plasma/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
  • [備考] Plasma Electronics Laboratory

    • URL

      http://www.ee.saga-u.ac.jp/plasma/index_e.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] プラズマエレクトロニクス研究室(英語版)

    • URL

      http://www.ee.saga-u.ac.jp/plasma/index_e.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] プラズマ処理装置2016

    • 発明者名
      大津康徳
    • 権利者名
      佐賀大学、神港精機㈱
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016-06-22
    • 取得年月日
      2016-10-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] ISPLASMA 20172017

    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2017-03-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-21  

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