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プラズマエッチングによる自己組織的ナノ構造形成過程の分析

公募研究

研究領域プラズマとナノ界面の相互作用に関する学術基盤の創成
研究課題/領域番号 22110515
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関高知工科大学

研究代表者

八田 章光  高知工科大学, 工学部, 教授 (50243184)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2011年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2010年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードナノ材料 / プラズマエッチング / スパッタリング / DLC / 電界電子放出 / ウィスカー / ダイヤモンドライクカーボン
研究概要

DLCの酸素エッチングで表面にナノ構造が発現する原因としてCu製サンプルステージが酸素イオンによってスパッタされ、サンプル表面に付着することを分光測定などによって確認した。ステージのスパッタ不純物を抑制するカバーを取り付け、ナノサイズマスクが意図されたスパッタによってのみ制御されるよう装置を改良した。さらにRFプラズマCVD法によるDLC薄膜の成膜時にも4インチシリコンウエハーの表面のみがプラズマに照射されるよう装置に改良を加えた。またエッチング中に金属微粒子や尖鋭なナノサイズ突起構造から電界電子放出が期待されることから、意図的に電子放出を促進する効果を検証する目的で、エッチング中に紫外線レーザー照射を行った。
DLCウィスカー形状の時間変化についてエッチング初期のナノ構造の発現と、その後エッチングが進む中での形状変化に区別してモデルを検討した。エッチング中のDLCウィスカーの形状変化については尖鋭な先端部がチャージアップしてイオンの軌道に影響し、先端部へのイオン照射が緩和されることにより、先端に対して底部で選択的にエッチングがすすむというモデルを提案した。エッチング初期にDLC表面にラフネスや微細な構造が発現するメカニズムについては、サンプルステージからスパッタされて付着したCuや意図して付着させたFe等のナノサイズマスク効果が必要であることが明らかとなった。紫外線レーザー照射効果についてはレーザーのパワー密度が放電のRFパワーに比べて微弱であったことなどにより顕著な効果は確認されなかった。

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] Formation of Nanofibers on the Surface of Diamond-Like Carbon Films by RF O_2 Plasma Etching2011

    • 著者名/発表者名
      Tooru Harigai, Hirofumi Koji, Hiroshi Furuta, Akimitsu Hatta
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys.

      巻: 50

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] RF酸素プラズマエッチングによるナノ構造発現要因の解析と制御2012

    • 著者名/発表者名
      針谷達, 小路紘史, 新田紀子, 古田寛, 八田章光
    • 学会等名
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Texturing of Nanofibers on Diamond-Like Carbon Film Surface during RF O_2 Plasma Etching2012

    • 著者名/発表者名
      T.Harigai, H.Koji, H.Furuta, A.Hatta
    • 学会等名
      IC-PLANTS 2012 (5th Int.Conf.on Plasma Nanotechnology & Science
    • 発表場所
      犬山市
    • 年月日
      2012-03-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of diamond whiskers by RF O_2 plasma etching with thin Ni film coating2012

    • 著者名/発表者名
      Kazuomi Kageyama, Tooru Harigai, Hirofumi Koji, Hiroshi Furuta, Akimitsu Hatta
    • 学会等名
      ISPlasma2012 (4th Int.Symp.Advanced Plasma Science and its Application for Nitrides and Nanomaterials
    • 発表場所
      春日井市
    • 年月日
      2012-03-04
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 酸素RFプラズマエッチングによるDLC表面上ナノファイバーの自己組織的形成2011

    • 著者名/発表者名
      針谷達, 湯浅祐二, 古田寛, 八田章光
    • 学会等名
      Plasma Conference 2011
    • 発表場所
      金沢市
    • 年月日
      2011-11-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 酸素プラズマエッチングによるDLC膜表面への自己組織的ナノ構造形成2011

    • 著者名/発表者名
      針谷達, 小路紘史, 村尾優, 古田寛, 八田章光
    • 学会等名
      第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形市
    • 年月日
      2011-08-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Modification of DLC surface by RF Oxygen plasma etching2011

    • 著者名/発表者名
      Tooru Harigai, Hirofumi Koji, Hiroshi Furuta, Akimitsu Hatta
    • 学会等名
      24th Symp. on Plasma Science for Materials (SPSM-24)
    • 発表場所
      吹田市
    • 年月日
      2011-07-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of nano-whiskers by oxygen plasma etching of DLC films2011

    • 著者名/発表者名
      T.Harigai, M.Murao, H.Kohji, H.Furuta, A.Hatta
    • 学会等名
      11th Int.Symp.Sputterig & Plasma Processes (ISSP 2011)
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      2011-07-06
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Effects of Deposited Meatal on Formation of Carbon Nanostructure by O_2 RF Plasma2011

    • 著者名/発表者名
      T.Harigai, H.Kohji, A.Hatta
    • 学会等名
      Int.Conf.on New Diamond and Nano Carbon 2011
    • 発表場所
      松江市
    • 年月日
      2011-05-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] "Formation of Nano-Whiskers on DLC film surface by O_2 RF Plasma Etching2011

    • 著者名/発表者名
      Tooru Harigai, Hirofumi Koji, Akimitsu Hatta
    • 学会等名
      第58回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 年月日
      2011-03-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of Diamond-Like Carbon Nano-whiskers2010

    • 著者名/発表者名
      Tooru Harigai, Akimitsu Hatta
    • 学会等名
      63rd Gaseous Electronics Conf.& 7th Int.Conf.on Reactive Plasmas
    • 発表場所
      フランス、パリ
    • 年月日
      2010-10-05
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 反応性プラズマによるナノテクノロジー(Nanotechnology by Reactive Plasma)2010

    • 著者名/発表者名
      八田章光
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学
    • 年月日
      2010-09-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2018-03-28  

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