2017 Fiscal Year Annual Research Report
Plasma-Induced Formation of Nanoscale Ripple Structures on Surfaces
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15H03582
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
斧 高一 大阪大学, 接合科学研究所, 特任教授 (30311731)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
江利口 浩二 京都大学, 工学研究科, 教授 (70419448)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | プラズマ加工 / プラズマ化学 / 表面・界面物性 / 半導体超微細化 / 超微細加工形状 / 反応粒子輸送 / プラズマエッチング / プラズマ・表面過程揺動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
塩素・臭化水素プラズマによる Si エッチングを対象に、プラズマ・表面相互作用にかかわる物理・化学をシミュレーションを駆使して解析し、表面ナノラフネス・表面ナノ周期構造形成の機構解明とモデリングを高度化し、表面ナノ周期構造形成・制御法を確立した。具体的には、(1)独自の三次元原子スケールセルモデル (ASCeM-3D) によるエッチング形状シミュレーションをさらに高度化して、ナノラフネス・ナノ周期構造形成にかかわるモデルを完成した。また、ナノラフネス・ナノ周期構造形成のプラズマパラメータに対する依存性をさらに詳しく調べ 、これまでの実験結果と系統的に比較した。特に、ナノ周期構造の波長・振幅・伝播速度・伝播方向および詳細な断面形状に注目し 、ナノラフネス・ナノ周期構造形成におけるイオン・ラジカルの輸送と表面反射／散乱の影響を解明した。(2)古典的分子動力学シミュレーション (MD) をさらに高度化して、表面散乱・基板内部への侵入、エッチング収率などの基礎パラメータのイオン種・入射角度・エネルギーに対する依存性をさらに詳しく調べ、基礎パラメータを ASCeM-3D モデルに提供して、表面ナノラフネス・表面ナノ周期構造形成にかかわる原子論的機構を考察した。特に、副生成物分子イオンの基板表面での分解率・反射率に注目し、ナノラフネス・ナノ周期構造形成に影響を及ぼす分子イオン種・原子イオン種を明らかにした。(3)プラズマ・表面相互作用による表面ナノラフネス・表面ナノ周期構造形成に関する形成機構モデルと形成・制御法について、学術的・実用的完成度を総合的に評価するとともに、実際のプラズマプロセスへの適用 (ナノラフネス・ナノ周期構造の抑制／増大プロセスなど)、およびナノ周期構造のマイクロデバイスへの応用 (ナノグレーティングなど) を提案した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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