大電力パルススパッタにおけるパルスオフ期間のターゲット電位を用いた薄膜構造制御

• 研究課題/領域番号: 24560063
• 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: 応用物理学一般
• 研究機関: 成蹊大学
• 研究代表者: 中野 武雄 成蹊大学, 理工学部, 准教授 (40237342)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2012年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 大電力パルススパッタリング / プラズマ電位 / 薄膜構造制御 / 微細電子放出源 / 銅薄膜 / 堆積粒子エネルギー / 大電力パルススパッタ / プラズマ電位制御

研究成果の概要

大電力パルススパッタリング（HPPMS）において、プラズマ電位を制御することで、イオン化されたスパッタ粒子の接地基板に対する入射エネルギーを変化させ、堆積する薄膜の構造を緻密化・平坦化する手法を開発した。申請時には、これをターゲットに印加する電圧波形によって実施する計画であったが、第三電極を追加してプラズマに接触させることで、この効果をより効率的に実現することが可能となった。水冷基板に堆積させたCu膜において、非常に平坦な薄膜構造が実現された。また堆積粒子の垂直入射とエネルギー制御とが要求されるMo微小電子源の作製において、本手法の有効性を確認できた。

研究成果

• [雑誌論文] Fabrication of precious metals recovery materials using grape seed-waste (2015)
  • 著者名/発表者名: Motoki Inoue, Takeo Nakano, Akihiro Yamasaki
  • 雑誌名: Sust. Mater. Technol. 巻: 3 ページ: 14-16
  • DOI: 10.1016/j.susmat.2014.11.005
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Growth of target race track profile during magnetron sputtering (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeo Nakano, Yudai Saitou, Mariko Ueda, Noriaki Itamura, Shigeru Baba
  • 雑誌名: J. Vac. Soc. Jpn. 巻: 58
  • NAID: 130005091231
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Oxygen Incorporation in Reactive-Sputter-Deposited TiN Films: Influence of the Metal to O₂ Gas Flux Ratio (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeo Nakano, Takuya Umahashi, Shigeru Baba
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｊａｐａｎ 巻: 57 号: 1 ページ: 16-22
  • DOI: 10.3131/jvsj2.57.16
  • NAID: 130004512911
  • ISSN: 1882-2398, 1882-4749
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimation of the pressure‐distance product for thermalization in sputtering for some selected metal atoms by Monte Carlo simulation (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeo Nakano, Shigeru Baba
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53 号: 3 ページ: 38002-3
  • DOI: 10.7567/jjap.53.038002
  • NAID: 210000143458
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Atomic Weight, Gas Pressure, and Target-to-substrate Distance on Deposition Rates in the Sputter Deposition Process (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeo Nakano, Ryo Yamazaki, Shigeru Baba
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｊａｐａｎ 巻: 57 号: 4 ページ: 152-154
  • DOI: 10.3131/jvsj2.57.152
  • NAID: 130004952507
  • ISSN: 1882-2398, 1882-4749
  • 査読あり
• [学会発表] 大電力パルススパッタを用いたSpindt 型エミッタ用陰極の形状制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 成田智基、木村光佑、板村賢明、中野武雄、長尾昌善、大崎 壽、政岡文平
  • 学会等名: 表面技術協会 第131回講演大会
  • 発表場所: 関東学院大学 金沢八景キャンパス
  • 年月日: 2015-03-04
• [学会発表] マグネトロンスパッタにおけるエロージョン形状の材料・圧力依存性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 齋藤悠大、門井裕樹、板村賢明、中野武雄
  • 学会等名: 表面技術協会 第131回講演大会
  • 発表場所: 関東学院大学 金沢八景キャンパス
  • 年月日: 2015-03-04
• [学会発表] 大電力パルススパッタを用いた薄膜堆積と微小電子源陰極作製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中野武雄
  • 学会等名: 日本学術振興会 マイクロビームアナリシス第141委員会 第159回研究会
  • 発表場所: 成蹊大学吉祥寺キャンパス
  • 年月日: 2015-02-20
  • 招待講演
• [学会発表] 大電力パルススパッタの物理と薄膜構造の制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中野武雄
  • 学会等名: 表面技術協会 高機能トライボ表面プロセス部会 第2回例会
  • 発表場所: 名城大学 名駅サテライト
  • 年月日: 2014-12-19
  • 招待講演
• [学会発表] スパッタ成膜速度・膜厚分布のガス圧力・ターゲット－基板間距離依存性(2) (2014)
  • 著者名/発表者名: 山崎 遼、板村賢明、中野武雄
  • 学会等名: 第55回真空に関する連合講演会
  • 発表場所: I-site なんば
  • 年月日: 2014-11-19
• [学会発表] マグネトロンスパッタリングにおけるターゲットエロージョン形成の圧力・材料依存性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 齋藤悠大、門井裕樹、板村賢明、中野武雄
  • 学会等名: 第55回真空に関する連合講演会
  • 発表場所: I-site なんば
  • 年月日: 2014-11-19
• [学会発表] 大電力パルススパッタを用いて作製したSpindt型エミッタ用陰極の構造制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木村光佑、成田智基、板村賢明、中野武雄、長尾昌善、大崎 壽、政岡文平
  • 学会等名: 第55回真空に関する連合講演会
  • 発表場所: I-site なんば
  • 年月日: 2014-11-19
• [学会発表] Dependence of transport process of sputtered atoms on atom weight, gas pressure and target to substrate distance
  • 著者名/発表者名: Ryo Yamazaki, Takeo Nakano, Shigeru Baba
  • 学会等名: The 12th International Symposium on Sputtering & Plasma Processes (ISSP2013)
  • 発表場所: Kyoto Research Park (Kyoto, Japan)
• [学会発表] Film structure modification by plasma potential control in triode HPPMS
  • 著者名/発表者名: Takuya Umahashi, Takeo Nakano, Shigeru Baba
  • 学会等名: The 12th International Symposium on Sputtering & Plasma Processes (ISSP2013)
  • 発表場所: Kyoto Research Park (Kyoto, Japan)
• [学会発表] Film structure modification by plasma potential control in triode HPPMS
  • 著者名/発表者名: Takeo Nakano, Takuya Umahashi, Shigeru Baba
  • 学会等名: 19th International Vacuum Congress
  • 発表場所: Palais des Congres (Paris, France)
• [学会発表] 大電力パルススパッタのイオン化金属粒子を用いた薄膜構造の制御
  • 著者名/発表者名: 中野武雄, 馬場 茂
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大
  • 招待講演
• [学会発表] 三極スパッタを用いたプラズマ電位制御における電極配置の影響
  • 著者名/発表者名: 馬橋琢哉, 中野武雄, 馬場 茂
  • 学会等名: 第54回真空に関する連合講演会
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] スパッタ成膜速度・膜厚分布のガス圧力・ターゲットー基板配置依存性
  • 著者名/発表者名: 山崎 遼, 中野武雄, 馬場 茂
  • 学会等名: 第54回真空に関する連合講演会
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] スパッタ製膜におけるプラズマ電位制御
  • 著者名/発表者名: 中野武雄、馬橋琢哉、馬場 茂
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学
• [学会発表] 大電力パルススパッタとプラズマ電位制御による薄膜構造の変化
  • 著者名/発表者名: 中野武雄
  • 学会等名: 東京都立産業技術研究センター・表面技術協会三部会合同シンポジウム
  • 発表場所: 都立産業技術研究センター
  • 招待講演
• [学会発表] プラズマ電位制御用電極を追加した三極スパッタによる銅薄膜構造の変化
  • 著者名/発表者名: 馬橋琢哉、中野武雄、馬場 茂
  • 学会等名: 第53回真空に関する連合講演会
  • 発表場所: 甲南大学ポートアイランドキャンパス
• [学会発表] スパッタ製膜プロセスにおけるプラズマ電位の計測・制御と薄膜構造への効果
  • 著者名/発表者名: 中野武雄
  • 学会等名: 真空学会 スパッタリング及びプラズマプロセス技術部会 第132回定例研究会
  • 発表場所: 機械振興会館
  • 招待講演
• [学会発表] スパッタ製膜におけるプラズマ電位制御(2)
  • 著者名/発表者名: 馬橋琢哉、中野武雄、馬場 茂
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
• [図書] ドライプロセスによる表面処理・薄膜形成の基礎 (2013)
  • 著者名/発表者名: 明石和夫、他17名
  • 総ページ数: 208
  • 出版者: コロナ社