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一様エネルギーを持つ化学的活性負イオンによる正確で上質なナノプロセス方式への転換

研究課題

研究課題/領域番号 21K18618
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分14: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 三瓶 明希夫  京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 准教授 (90379066)
神吉 隆司  海上保安大学校(国際海洋政策研究センター), 国際海洋政策研究センター, 教授 (40524468)
研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
キーワード高周波プラズマ / ナノプロセス装置 / 反応性粒子 / 3次元微細加工技術 / 負イオン / ナノプロセス / 反応性イオン / リモートプラズマ / 一様エネルギー / プラズマナノプロセス
研究開始時の研究の概要

世界はテレワークが普通に行われる時代へと急変し、世界中で大量のメモリーが必要とされている。小さくて容量の大きなメモリーを作るためには、ナノメートルの長さで正確な3次元の造作技術が必要である。ところが、ナノメートルで超微細な改質や加工を行う普遍的な方法がない。本研究では、電気的中性条件が破れた非中性プラズマ研究を通じて得た知見を反応性プラズマから負イオンだけを抽出する技術と荷電粒子ビームを電磁場で正確に制御する技術に組み合わせる。これより、エネルギーが揃えられた反応性負イオンによって原子層内の元素濃度と位置を制御して、多積層の立体ナノ構造を正確に加工する新しいナノプロセス方式の創成に挑戦する。

研究成果の概要

スマートフォンなどの電子機器の小型化や高性能化に伴い、それら電子機器内で使われる部品の大きさはナノメートル(髪の毛の太さの1000分の1程度)にまで微細化されている。このような微細な部品の加工は原子が10層程度重なりあうレベルの小ささのため、この加工には反応性の原子やイオンが用いられるのが現在の主流である。しかし、これら反応性粒子をプラズマから作り出すと、それらの粒子、特に反応性イオンが様々な速度をもつ。そこで、本研究では、この速度のバラツキを抑えて均一にする加工方法を探求した。研究の結果、900MHz帯の高周波を用いるプラズマ生成から均一なイオンを引き出すことができそうなことを突き止めた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

世界はテレワークやビッグデータの時代に入っている。このために、人類は21世紀で大量のメモリや電子機器を必要としている。同じスペースで大容量メモリを作り出すためには、メモリの形を2次元平面型から3次元立体型にする必要がある。ここに新しい微細立体加工技術が求められており、そのための一つが本研究テーマであった。本研究でそのような新しい微細立体加工技術を実現する端緒につくことができた。この研究をさらに進化させて、カーボンニュートラルとも併せたタイムスケジュールで実機へと展開させる目途も得た。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Three-dimensional reconstruction of large non-uniform surface wave plasma using multi-lens array attached to a single viewing port2022

    • 著者名/発表者名
      Ninomiya T.、Sanpei A.、Niimoto M.、Inagaki S.、Himura H.
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 61 号: SI ページ: SI1009-SI1009

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac647f

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simulations of novel compact separator for extracting specific reactive ions from large plasma source2022

    • 著者名/発表者名
      Kanki Takashi、Himura Haruhiko
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 61 号: SI ページ: SI1004-SI1004

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac5a98

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] マイクロ波を用いた反応性負イオン生成実験2023

    • 著者名/発表者名
      鞆津匠人, 岡内航, 香月悠良, 丹波天晴, 堀江凌矢, 比村治彦, 三瓶明希夫
    • 学会等名
      日本応用物理学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 表面波プラズマにおけるfourier-bessel 法による三次元再構成法2023

    • 著者名/発表者名
      新元美晴,三瓶明希夫,比村治彦,二宮貴哉,稲垣秦一郎
    • 学会等名
      日本応用物理学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 京都工繊大での高周波を用いた小型負イオン生成装置の現状2022

    • 著者名/発表者名
      比村治彦
    • 学会等名
      核融合科学研究所負イオン研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Development of negative ion source using 860 MHz microwave2022

    • 著者名/発表者名
      Haruhiko Himura, TakutoTomotsu, WataruOkauchi, Chikara Katsuki, Akio Sanpei, Tsuyoshi Moriya
    • 学会等名
      Dry Process Symposium
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロ波プラズマ源を用いた負イオンプロセス装置 の設計のための負イオン軌道シミュレーション2022

    • 著者名/発表者名
      神吉隆司、比村治彦
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] What's two-fluid plasma?2021

    • 著者名/発表者名
      Haruhiko Himura
    • 学会等名
      京大ユニットセミナー
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Simulations of novel compact separator for extracting specific reactive ions from large plasma source2021

    • 著者名/発表者名
      T. Kanki, H. Himura
    • 学会等名
      Dry Process Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] First result of extracting not only negative but also positive ion beams from RF source for investigating O- and H- applied to novel nano scale processing2021

    • 著者名/発表者名
      C. Katsuki, Y. Fujimoto, H. Himura, A. Sanpei, T. Kanki, K. Tsumori, H. Nakano
    • 学会等名
      Dry Process Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dependences of magnetic filter attached to RF source on producing negative ions for exploring novel nanoscale processing2021

    • 著者名/発表者名
      W. Okauchi, T. Tanaka, H. Himura, A. Sanpei, and K. Tsumori
    • 学会等名
      Dry Process Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 新型ナノプロセス検証装置における負イオン密度測定2021

    • 著者名/発表者名
      田中達也、比村治彦、三瓶明希夫、岡内航、藤本佑弥、香月悠良
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [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
      2021 実施状況報告書
  • [産業財産権] プラズマ処理装置2021

    • 発明者名
      守屋剛、比村治彦
    • 権利者名
      守屋剛、比村治彦
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 外国

URL: 

公開日: 2021-07-13   更新日: 2024-01-30  

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