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2011 年度 実施状況報告書

プラズマー無機/有機ナノ表界面の複合反応解明による新しい機能制御積層技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23656465
研究機関大阪大学

研究代表者

節原 裕一  大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (80236108)

研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2013-03-31
キーワードプラズマ加工 / 無機/有機界面 / 無機/有機積層
研究概要

本研究では、プラズマを用いた無機/有機積層におけるプロセス損傷の問題を、独自のプラズマ制御技術により克服することでブレークスルーし、『ソフトなプラズマプロセス』に基づく新しい積層技術を開発することを目的としている。その際、有機分子への損傷形成過程を考慮すると、特に「10電子ボルト以上の過剰なエネルギーでのイオン衝撃」ならびに「真空紫外~紫外域の光照射」を抑制することにより、プラズマプロセスに伴う損傷を回避できる可能性(余地)がある。このため、本研究では、1)無機/有機ナノ界面領域におけるプラズマ(荷電粒子・ラジカル・光)と有機分子との複合的な反応過程を解明し、2)良好な積層構造を形成するために不可欠なプロセス制御の指針確立を目指している。 初年度に当たる本年度は、化学結合制御プロセスの解明・制御を研究課題に据えて、プラズマプロセスにおける荷電粒子・ラジカル・光の同時照射による複合的な損傷生成過程を解明するため、これらの単独照射が有機分子の化学結合状態に与える影響に関する知見を蓄積した。プラズマからの発光と荷電粒子、ラジカルとを分離照射する実験により、有機分子の化学結合状態(特に、π共役分子)に与える影響について系統的に調べ、プラズマからの発光(真空紫外~紫外域)については、表面での光化学反応による複合反応による官能基付与が認められた。さらに、イオン衝撃については、イオンエネルギーを制御することにより損傷形成を顕著に抑制可能であることに加えて、低エネルギーでの反応性エッチングでは、損傷を顕著に抑制したプロセスが可能であることを示した。これらの知見は、無機/有機積層における良好なナノ界面を形成する新しいプラズマプロセスへの指針の確立に極めて重要である。さらに、これらの知見を基に、低ダメージ製膜技術に関する検討に着手し、次年度に向けた実験手法の基礎を確立した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

初年度に設定した研究課題である化学結合制御プロセスの解明・制御ならびに低ダメージ製膜技術の基礎検討については、研究実績の概要欄に先述したように、初期の目的は達成できており、研究計画は順調に進展していると考える。

今後の研究の推進方策

1.化学結合制御プロセスの最適化 初年度に蓄積した知見をもとに、無機半導体膜を有機半導体の上に形成した試料に、プラズマからの発光、イオン・ラジカルを分離照射し、無機/有機界面での複合的な反応によるプロセスの影響を解明する。2.プラズマ支援原子層堆積技術の評価と最適化   上述の化学結合制御プロセスで得られる知見をもとに、プラズマ支援原子層堆積プロセスの最適化をはかる。

次年度の研究費の使用計画

研究の推進に当たって必要に応じて研究費を執行したため、当初の見込み額と執行額は異なったが、研究計画に変更は無く、前年度の研究費も含め、当初の予定どおりに研究計画を進めていく。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Effects of Irradiations with Ions and Photons in UV-VUV Regions on Nano-Surface of Polymers Exposed to Plasmas2012

    • 著者名/発表者名
      K. Cho, K. Takenaka, Y. Setsuhara, M. Shiratani, M. Sekine and M. Hori
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 51 ページ: 01AJ02-1-5

    • DOI

      10.1143/JJAP.51.01AJ02

    • 査読あり
  • [雑誌論文] フレキシブルデバイス創製に向けたプラズマ-ソフトマテリアル相互作用の解析2011

    • 著者名/発表者名
      趙 研, 節原 裕一, 竹中 弘祐, 白谷 正治, 関根 誠, 堀 勝
    • 雑誌名

      高温学会誌

      巻: 37 ページ: 289-297

    • 査読あり
  • [学会発表] Plasma-Assisted Sputtering with ICP Driven by Inner-Type Low-Inductance Antenna2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Setsuhara, K. Cho, K. Takenaka, A. Ebe
    • 学会等名
      4th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications (ISPlasma 2012)
    • 発表場所
      愛知県春日井市
    • 年月日
      2012年3月7日
  • [学会発表] プラズマ支援反応性スパッタリング法による透明アモルファス酸化物半導体薄膜トランジスタ低温形成技術の開発2012

    • 著者名/発表者名
      節原 裕一, 趙 研, 大地 康史, 竹中 弘祐, 江部 明憲
    • 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年3月16日
  • [学会発表] ICP-Assisted Reactive Sputter-Deposition with Inner-Type Low-Inductance Antenna (LIA)2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Setsuhara, A. Ebe
    • 学会等名
      The 14th International Workshop on Advanced Plasma Processing and Diagnostics(招待講演)
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2012年1月7日
  • [学会発表] Plasma-Assisted Deposition of Functional Thin Films and Process Analyses for Development of Flexible Electronic2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Setsuhara
    • 学会等名
      IUMRS-ICA 2011 12th International Conference in Asia(招待講演)
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2011年9月20日
  • [学会発表] Development of Plasma-Enhanced Reactive Large-Area Processes2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Setsuhara, A. Ebe
    • 学会等名
      Advanced Plasma Technology for Green Energy and Biomedical Apllications(招待講演)
    • 発表場所
      Chiangmai, Thailand
    • 年月日
      2011年8月12日
  • [学会発表] Development of Low-Damage Reactive Sputter Deposition Processes with Inner-Type Low Inductance Antenna2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Setsuhara, K. Cho, K. Takenaka, A. Ebe
    • 学会等名
      Plasma Conference 2011
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2011年11月22日
  • [学会発表] Investigation of plasma interactions with organic semiconductors for fabrication of flexible electronics devices2011

    • 著者名/発表者名
      K. Cho, K. Takenaka, Y. Setsuhara, M. Shiratani, M. Sekine and M. Hori
    • 学会等名
      33rd International symposium on Dry Process
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2011年11月21日

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公開日: 2013-07-10  

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