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2012 年度 実績報告書

固体表面化学結合制御による低温薄膜形成手法探索

研究課題

研究課題/領域番号 22560713
研究機関横浜国立大学

研究代表者

羽深 等  横浜国立大学, 工学研究院, 教授 (40323927)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード炭化珪素 / 表面活性化 / 低温薄膜形成
研究概要

今年度は、金属アルミニウム板、ステンレス板、ポリイミド膜の表面に低温で炭化珪素薄膜を形成する条件を探索した。表面活性化の手段としては、低温シリコン薄膜形成、Arプラズマ、の両方を用いた。(1)低温シリコン薄膜形成については、トリクロロシランを用いて600℃においてシリコン薄膜を形成し、そのまま水素中で室温に冷却してモノメチルシランガスを導入した。その試料についてToF-SIMSを用いて深さ方向の分布を調べたところ、シリコン中間層が金属酸化物の表面に形成され、その上にSi-C結合を持つ物質の層が形成されていることが確認された。シリコン中間層上に形成されたSiC膜については、断面TEMによる観察も実施し、シリコン中間層が結晶性であること、炭化珪素膜が非晶質であることが確認された。(2)Arプラズマについては、平成22年度に購入して立ち上げたソフトプラズマエッチング装置を使用した。金属アルミニウム、ステンレスについて、アルゴンプラズマを照射した後にCVD反応容器に素早く搬送し、室温においてモノメチルシランガスに暴露した。ToF-SIMSを用いて深さ方向について調べたところ、アルミニウム基板ではアルミニウム酸化物表面に炭化珪素を含有する層が形成されていることが把握された。ステンレス表面については、カーボンだけしか観察されなかったため不成功であった。そこで、Arプラズマによる表面清浄化・活性化を行った後、大気に晒すことなく、その装置内においてモノメチルシランガスを導入したところ、ステンレスの表面に残留していた鉄酸化膜の表面に炭化珪素を含有する層が形成されていることがToF-SIMSにより把握された。同じ方法によりポリイミド膜表面に炭化珪素膜を形成することを試みたが、これについては成功しなかった。分子構造が硬いため、アルゴンプラズマにより活性化が不充分であったものと推定された。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Amorphous Silicon Carbide Chemical Vapor Deposition on Metal Surface Using Monomethylsilane Gas at Low Temperatures2013

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Habuka and Masaki Tsuji
    • 雑誌名

      Surface and Coating Technology

      ページ: 88-93

    • DOI

      doi:10.1016/j.surfcoat.2012.11.078

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Amorphous Silicon Carbide Film Formation at Room Temperature by Monomethylsilane Gas2012

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Habuka and Masaki Tsuji
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 740-742巻 ページ: 235-238

    • DOI

      doi:10.4028/www.scientific.net/MSF.740-742.235.

    • 査読あり
  • [学会発表] 炭化珪素薄膜の低温形成法2012

    • 著者名/発表者名
      津地雅希,羽深等
    • 学会等名
      2012年化学工学会横浜大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      20120830-20120831
  • [学会発表] Amorphous Silicon Carbide Film Formation at Room Temperature by Monomethylsilane Gas2012

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Habuka, Masaki Tsuji and Yusuke Ando
    • 学会等名
      The 9th European Conference on Silicon Carbide and Related Materials
    • 発表場所
      Saint Petersburg, Russia
    • 年月日
      2012-09-04
  • [学会発表] 炭化珪素薄膜の低温形成法(2)

    • 著者名/発表者名
      津地雅希,羽深 等
    • 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・松山大学
  • [学会発表] シリコン中間層を用いた炭化珪素薄膜低温形成法

    • 著者名/発表者名
      津地雅希,羽深 等
    • 学会等名
      第21回SiC研究会講演会
    • 発表場所
      大阪市中央公会堂
  • [学会発表] Amorphous Silicon Carbide Thin Film Formation at Room Temperature Using Monomethylsilane Gas

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Habuka, Masaki Tsuji, and Yusuke Ando
    • 学会等名
      Materials Research Society
    • 発表場所
      San Francisco, USA

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公開日: 2014-07-24  

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