有機金属ナノクラスターイオンビームの高輝度化とストイキオメトリ結晶成長への応用

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17H02997
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: プラズマ科学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 吉村 智 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (40294029)
• 研究分担者: 竹内 孝江 奈良女子大学, 自然科学系, 准教授 (80201606)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 有機金属 / イオンビーム / 結晶成長

研究成果の概要

ヘキサメチルジシラン、TEOS、ヘキサメチルジゲルマンを解離してできるフラグメントイオン種を、質量分離低エネルギーイオンビーム装置を用いて調査した。また、これらのフラグメントイオンのうち、SiCH3+, Si(OH)3+, GeCHx+をそれぞれ抽出し、各々をシリコン基板に照射して成膜実験を行った。できた膜をXPSやFTIR等で分析したところ、それぞれ、SiC, SiO2, GeCであることが分かった。ヘキサメチルジシラン、TEOS、ヘキサメチルジゲルマンはいずれも爆発性のない、比較的安全な原料であることから、この方法により、SiC, SiO2, GeCを安全に成膜できることが明らかになった。

自由記述の分野

量子ビーム科学関連

研究成果の学術的意義や社会的意義

(1)本研究では、有機金属ナノクラスターイオンビーム法を開発し、これによるストイキオメトリ結晶形成技術の基盤を確立した。(2)本研究で成膜に成功した結晶種は、例えば、シリコンカーバイド(SiC)である。SiCは次世代の省エネ大電力用ワイドギャップ半導体である。(3)SiC成膜に通常用いられるシランは自己発火性がある。一方、本研究で原料に用いたヘキサメチルジシランは危険性が低く、これを使えば安全に成膜を行うことができる。(4)本研究で用いた原料はいずれもたいへん安価である。本研究の技術を使用すれば、SiCなどの半導体膜や酸化ケイ素などの絶縁体膜を、社会に安価で供給できるようになる。