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酸素アニオンラジカルによる低温酸化亜鉛プロセスと均一な負イオンクラスターへの挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 17K18769
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 プラズマ学およびその関連分野
研究機関京都工芸繊維大学

研究代表者

比村 治彦  京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 教授 (30311632)

研究分担者 蓮池 紀幸  京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 助教 (40452370)
三瓶 明希夫  京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 准教授 (90379066)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワード負イオンナノドライプロセス / 負イオンドライプロセス / 酸素アニオンラジカル / 酸化力 / 酸化物プロセス / 酸素負イオンプラズマ / 特定粒子種別プロセス / プラズマ科学 / プラズマエレクトロニクス / 酸素負イオン / 原子層
研究成果の概要

本研究は制御性の悪いダイレクトプラズマを用いるナノプロセス方式から、制御性がよくエネルギーが揃えられた反応性負イオン方式への転換を目的として行われたものである。この新しい方式の原理を実験的に検証するための装置が独自のシミュレーションに基づいて設計・製作された。その装置の平面型プラズマ生成室において、酸素負イオン生成するための電磁場配位と電子温度の空間分布が実現された。エネルギーを揃えるためのビーム引き出しパラメーター値がシミュレーションで確立された。また、原子層堆積(ALD)膜を生成する実験に必要な装置運転モードが実験的に確立された。これらにより、原子層堆積膜生成の検証実験準備が完了した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

IoTデバイス等に用いられる最先端半導体デバイスの製造過程において、微細化と複雑化が進んできている。加工寸法の微細化により得られる恩恵は、1チップ当たりのトランジスタの高集積化・高性能化、チップの低消費電力化・低コスト化などが挙げられる。この微細化による半導体デバイス高性能化により、例えばスマートフォンやPCの高性能化、データサーバーの小型化や大容量化、ビッグデータ解析を背景とした人工知能の普及など、日常生活における利便性の更なる向上が期待できる。微細加工を可能にするため、原子層プロセスが用いられている。本研究により、このための新方式の開発をスタートできたことが最大の学術的・社会的意義である。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 11件、 招待講演 2件) 備考 (2件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Simulations of negative ion extraction and transport for developing novel remote reactive ion processing system2020

    • 著者名/発表者名
      Kanki Takashi、Himura Haruhiko、Tsumori Katsuyoshi、Nakano Haruhisa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 59 号: SJ ページ: SJJE01-SJJE01

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ab7ba8

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlling the Diameter of a Pure Electron Plasma to Produce an Exact Two-Fluid Plasma State in a Nested Trap2019

    • 著者名/発表者名
      KATO Toshiki、HIMURA Haruhiko、SOWA Shinji、SANPEI Akio
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 14 号: 0 ページ: 1201039-1201039

    • DOI

      10.1585/pfr.14.1201039

    • NAID

      130007649947

    • ISSN
      1880-6821
    • 年月日
      2019-02-25
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of a magnetic filter across the exit hole of a flat oxygen plasma source2019

    • 著者名/発表者名
      N. Kodama, H. Himura, K. Azuma, K.Tsumori, H. Nakano
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 14 号: 0 ページ: 1206088-1206088

    • DOI

      10.1585/pfr.14.1206088

    • NAID

      130007663757

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Recent experiments with lithium ion and electron plasmas in the BX-U linear trap2018

    • 著者名/発表者名
      Haruhiko Himura
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 1928 ページ: 020005-020005

    • DOI

      10.1063/1.5021570

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-dimensional macroscopic shapes of lithium ion and electron plasmas after elapse of two-fluid plasma state2018

    • 著者名/発表者名
      Shohei Yamada, Haruhiko Himura, Toshiki Kato, Shigehumi Okada, Akio Sanpei, and Sadao Masamune
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 1928 ページ: 020016-020016

    • DOI

      10.1063/1.5021581

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of macroscopic stability of weakly magnetized Li+ ion beams near the Brillouin density limit2018

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Furukawa, Haruhiko Himura, Shigefumi Okada, Akio Sanpei, and Sadao Masamune
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 1928 ページ: 020002-020002

    • DOI

      10.1063/1.5021567

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intermittent ion leakage from a Penning trap during potential barrier closure2017

    • 著者名/発表者名
      H. Himura, S. Kawai, K. Akaike, S. Okada, J. Aoki, and S. Masamune
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas

      巻: 24 号: 10

    • DOI

      10.1063/1.4997493

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First Observation of Independent Ion and Electron Plasmas after Elapse of Two-Fluid Plasma State2017

    • 著者名/発表者名
      Haruhiko HIMURA, Shohei YAMADA, Toshiki KATO and Sadao MASAMUNE
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 12

    • NAID

      130006191011

    • 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
  • [学会発表] ドライプロセス中の特定粒子種の役割を解明する実験装置での研究計画2019

    • 著者名/発表者名
      比村治彦 他
    • 学会等名
      電気学会放電・プラズマ・パルスパワー研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 偏向収束型負イオン照射装置の開発2019

    • 著者名/発表者名
      比村治彦
    • 学会等名
      負イオン研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Trajectory simulations of negative ions for developing novel plasma processing2019

    • 著者名/発表者名
      T. Kanki, H. Himura et al.
    • 学会等名
      The 3rd Asia-Pacific conference on Plasma Physics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of drop in electron temperature in a flat plasma s source with magnetic filter2019

    • 著者名/発表者名
      T. Morioka, H. Himura et al.
    • 学会等名
      41st international symposium on dry process
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of remote negative ion plasma processing system2019

    • 著者名/発表者名
      D. Liu, H. Himura et al.
    • 学会等名
      41st international symposium on dry process
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pulsed oxygen negative ion plasmas produced by RF discharge2018

    • 著者名/発表者名
      T. Morioka, H. Himura et al.
    • 学会等名
      2nd Asia-Pacific Conference on Plasma Physics, 12-17,11.2018, Kanazawa, Japan
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characteristic of oxygen plasmas for developing new plasma processing2018

    • 著者名/発表者名
      D. Liu, H. Himura et al.
    • 学会等名
      2nd Asia-Pacific Conference on Plasma Physics, 12-17,11.2018, Kanazawa, Japan
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Remote deflecting plasma source for novel plasma processing2018

    • 著者名/発表者名
      N. Kodama, H. Himura et al.
    • 学会等名
      Gaseous Electornics Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pulsed gas injection for effectively producing negative oxygen ion plasmas2018

    • 著者名/発表者名
      T. Morioka, H. Himura et al.
    • 学会等名
      Dry Process Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of longitudinal magnetic field on plasma discharge with spiral antennas2018

    • 著者名/発表者名
      D. Liu, H. Himura et al.
    • 学会等名
      Dry Process Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent experiments with lithium ion and electron plasmas in the BX-U linear trap2017

    • 著者名/発表者名
      H. Himura
    • 学会等名
      International workshop on nonneutral plasmas
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Properties of ZnO thin film produced by intermittent RF oxygen plasma source2017

    • 著者名/発表者名
      H. Himura
    • 学会等名
      International Symposium on Dry Process
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 異なる流体運動を行うイオンプラズマと電子プラズマを用いた2流体プラズマ系の実験的開拓2017

    • 著者名/発表者名
      比村治彦
    • 学会等名
      Plasma Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] http://nuclear.es.kit.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 京都工芸繊維大学・プラズマ基礎工学研究室

    • URL

      http://nuclear.es.kit.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] 特定種イオン源およびプラズマ成膜装置2019

    • 発明者名
      比村治彦
    • 権利者名
      京都工芸繊維大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 取得年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 特定種イオン源およびプラズマ成膜装置2018

    • 発明者名
      比村治彦
    • 権利者名
      比村治彦
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2021-02-19  

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