| 研究概要 |
本研究は感湿特性の優れた薄膜をプラズマ重合より合成し、この薄膜をFETに組み込み、実用に供することの出来るFET湿度センサー開発を目指して二年間にわたって行なわれたものである。
初年度は、センサーの感湿特性が薄膜表面の親水性,疎水性サイトのバランスが重要であることに鑑み、親水性表面を与えるモノマー(A)と疎水性表面を与えるモノマー(B)との混合ガス、あるいは両性質を同一分子内に持つモノマー(C)を出発物質として、プラズマポリマーを合成した。それらのプラズマポリマーの表面特性の検討から、トリメチルシリルジメチルアミン、ビス(ジメチルアミノ)メチルビニルシラン等の同一分子内に親水基と疎水基サイトを持つモノマー(C)が出発物質として適していることを見出した。つづいて、感湿特性をさらに向上させるため、上記二種の化合物からのプラズマポリマーにメチルブロマイド蒸気を作用させ正電荷の導入をはかり、感湿特性の向上をはかった。61年度は、まず前年度開発した正電荷を持つプラズマフィルムの感湿材としての性能を検討した。感湿性は、表面抵抗および電気容量の変化より評価したが、それらの変化は電極間に与えた電界の周波数に強く依存した。結論として、120HZでの周波数が適当である。つづいて、MOS-FET湿度センサー素子作成に必須なプラズマフィルムのリソグラフィー特性を検討した。これらのフィルムは【CF_4】/【O_2】混合ガスのプラズマでエッチングが可能であること、またこのエッチング条件でホトレジストの不溶化、ゲル化も起こさず、約2μの解像度でパターンの焼きつけが可能である。以上、本研究で開発した湿度センサーは相対湿度20〜90%RHの範囲で計測が可能であり、ヒステリシス、応答速度も十分実用に耐える性能であることを確認した。
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