| 研究課題/領域番号 |
26390066
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
新部 正人 兵庫県立大学, 高度産業科学技術研究所, 准教授 (10271199)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | ドライエッチング / ＵＶ照射 / プラズマ / 化合物半導体 / イオンビーム / 欠陥 / 軟Ｘ線吸収 |
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| 研究実績の概要 |
平成28年度は、ワイドギャップ半導体材料として、AlGaN/GaN膜およびTiO2スパッタ膜について、ガス種をO2とN2とし、エッチングダメージ等を比較した。
AlGaN/GaN膜に関しては、O2プラズマよりもN2プラズマエッチングによるダメージが大きいことがN-K領域のNEXAFSスペクトルを比較することによって分かった。これは、O2プラズマが紫外線領域の発光成分をほとんど持たないのに対して、N2プラズマにはAlGaNのバンドギャップより大きなエネルギーを持つ複数の発光成分が観測され、紫外線照射によるシナジー効果によって、より大きなダメージを受けているものと考えられる。XPS法で表面組成を評価すると、O2プラズマよりも、むしろN2プラズマで処理した方が表面酸素量が多くなることが分かった。これは、N2プラズマにより大きなダメージを受けるため、表面欠陥の量がより多くなり、試料を大気暴露したときにより多くのO原子が試料表面に取り込まれるためであると考えられる。
TiO2膜に関しては、誘電体バリア放電酸素プラズマの照射による酸素欠損へのOイオンの補充を狙った。しかしながら、TiO2薄膜作製中にSiが膜に混入していることが分かった。微量のSi原子でもプラズマ照射により基板温度が上昇すると、Siが表面に析出してきて、光触媒反応に影響する。本研究ではまず、Siの混入ルートを特定し、それが対向ターゲット型スパッタ装置の解放型磁場により、プラズマイオンがチェンバー周辺を衝撃するために起こることを突き止めた。その後成膜装置の磁場を閉じ込め型に変えることにより、Siの混入を防止できるようになった。さらに基板温度を300℃に昇温した状態でDBDプラズマ処理すると、光触媒活性が大きく改善されることが分かった。しかしながら、これまでの知見を得るのに想定以上の時間がかかり、詳細なメカニズム検討はできなかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
ワイドギャップ半導体のうち、研究対象材料のひとつである酸化チタン薄膜について、作製時に不純物としてSiが混入することが分かった。Siが混入すると、光触媒活性に影響が出て、その後の正しい評価ができない。Siの混入ルートをつきとめ、その対策にも成功したが、この過程に時間を要した。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成28年度予算にて、卓上型のプローバを購入できたので、これを利用して平成29年度は電気的特性への影響も評価していく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
ワイドギャップ半導体のうち、研究対象材料のひとつである酸化チタン薄膜について、薄膜作製時に不純物としてSiが混入することが分かった。Siが混入すると光触媒活性に影響が出て、その後の正しいUV照射効果の評価ができない。Siの混入ルートをつきとめて、その対策にも成功したが、この過程で予想以上の時間を要してしまい、H28年度内に予定していた研究計画の全てを完了することができなかった。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度の使用額としては５万円弱の少ない金額ではあるが、主に試料作製のための材料の購入費として使用したい。
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