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 研究内容

■大気圧RFプラズマジェットを用いた薄膜堆積
 本研究では、大気圧プラズマジェットを用いた銅薄膜堆積技術の開発を目指しています。一般に金属薄膜を大気中で堆積させる場合、大気中の酸素による影響のため、酸化物が堆積されやすくなります。このために、薄膜の抵抗値が増大するといった問題があり、高導電性を有する薄膜堆積の実現には、酸化を抑えるためのプロセスが必要となります。そこで我々は、Arに水素ガスを添加した場合の堆積と、酸化抑制の効果を調べる実験を行っています。  図1は銅薄膜堆積に用いた、大気圧プラズマジェットの実験装置の概略を示しています。銅薄膜の原料とする銅線を石英管軸上に配置し、石英管外部に巻きつけたコイル状のアンテナに13.56 MHzの高周波を印加することによりプラズマジェットを生成しました(図2)。


図1. 大気圧RFプラズマジェット装置の概略図


図2. Ar/H2大気圧プラズマジェット
 図3に、Ar/H2大気圧プラズマジェットにより堆積した銅薄膜を、FE-SEM(電界放射型走査電子顕微鏡:Field Emission-Scanning Electron Microscope)で観察した結果(倍率:50,000倍)を示します。20-100nmの粒子が一様に堆積していることが確認できます。
  

図3. 銅薄膜のFE-SEM写真
 図4に、XPS(X線光電子分光法:X-ray photoelectron spectroscopy)による深さ方向の解析から得られた、この銅薄膜のエッチング時間に対するCu 2pスペクトルを示します。Cu 2pを示すピークからCuに由来する堆積物であることが確認できました。また、堆積物表面をエッチングすることにより、Cu 2pピーク強度の増加を確認しました。


図4. エッチング時間に対するCu 2pスペクトル

【文責:中廣 尚志-修士2年(2011.7.28)】
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