光感応性ゲル膜の高感度・高解像度化と微細パターン形成

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12650830
• 研究機関: 近畿大学
• 研究代表者: 野間 直樹 近畿大学, 理工学部, 講師 (70208388)
• 研究分担者: 峠 登 近畿大学, 理工学部, 教授 (00081315)
• キーワード: β-ジケトン / 水酸基置換芳香族ケトン / 金属アルコキシド / 化学修飾 / 光感応性ゲル膜 / パターニング / 長波長化 / レーザ描画

研究概要

申請者らは、β-ジケトンで化学修飾した金属アルコキシドから作製したゲル膜が光感応性を示すことを見いだし、この光感応性ゲル膜に紫外線照射した後、リーチングを行うことにより、パターン化した薄膜を得るという新しい微細加工プロセスを開発している。本年度は、これまでの研究成果を基に、高感度、高解像度の光感応性ゲル膜を創出するとともに、高性能光機能デバイスの開発を目指して、1)新しい化学修飾剤を用いた光感応性ゲル膜の作製、2)微細パターンの形成について検討を行った。
1)新しい化学修飾剤を用いた光感応性ゲル膜の作製
いくつかのβ-ジケトンおよび水酸基置換芳香族ケトンを化学修飾剤に用いてZrO_2ゲル膜を作製し、それらの光感応性、パターニング特性について検討を行った。検討の結果、1'-ヒドロキシ-2'-アセトナフトン(HAN)および2-ヒドロキシベンゾフェノン(HBP)を用いた場合、これまで作製してきたZrO_2ゲル膜の中で最も長波長の400nm付近に吸収帯を示すことを見いだした。また、紫外線照射前後の紫外および赤外吸収スペクトルの変化より、作製したすべてのゲル膜が光感応性を有することがわかった。
2)微細パターンの形成
上記で作製した光感応性ゲル膜に、マスクを通した紫外線照射によるパターニングを行った結果、1μm程度の微細パターンを作製できることがわかった。また、水酸基置換芳香族ケトンを化学修飾剤に用いて作製したZrO_2ゲル膜について、He-Cdレーザ(波長:442nm)によるパターンの直接描画を検討し、HANおよびHBPを用いて作製したゲル膜に対して、パターンを直接描画できることを見いだした。また、直線だけでなく、直径200〜1000μmの同心円の描画にも成功した。

研究成果

• [文献書誌] N.Tohge, K.Yamada, N.Noma: "Selective Coloration of Photosensitive ZrO_2 Gel films"J. Ceram. Soc. Jpn.. 109・4. 359-362 (2001)
• [文献書誌] N.Tohge, M.Hasegawa, N.Noma, K.Kintaka, J.Nishii: "Fabrication of Two-Dimensional Gratings Using Photosensitive Gel Films and Their Characterization"J. Sol-Gel Sci. Technol.. (印刷中). (2002)
• [文献書誌] J.Nishii, K.Kintaka, N.Tohge, M.Hasegawa, N.Noma, A Mizutani, H.Kikuta: "Low Reflection Microstructure Formed by Sol-Gel Process"Appl. Opt.. (投稿中). (2002)