【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.22】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22KT1263
利用課題名 / Title
プラズマ暴露による機能性材料の粘弾性特性および電気特性変化の研究
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）その他/Others（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
窒化ホウ素,イオン照射,結合状態,トンネルリーク電流,リソグラフィ/Lithography,膜加工・エッチング/Film processing and Etching,スパッタリング/Sputtering,蒸着・成膜/Evaporation and Deposition,PVD,EB
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
江利口 浩二
所属名 / Affiliation
京都大学 大学院工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
赤松孝義,嶋田幸能
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
KT-203：電子線蒸着装置
KT-326：高周波伝送特性測定装置
KT-329：半導体パラメータアナライザ
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
窒化ホウ素（BN）は様々な構造（sp2結合相，sp3結合相）をとりうる物理化学的に安定な材料である．我々はこれまで反応性プラズマ支援成膜（RePAC）法によるBN膜堆積を提案し，多様な膜構造を実現してきた．薄膜特性の最適化には，結合状態の変化に伴う物理特性遷移の理解が不可欠である．本研究では成膜時の照射イオンエネルギー（Eion）を制御することで，異なる結合状態を有するBN膜を作製し，電気的特性の遷移過程を解析した．
実験 / Experimental
RePAC法（Fig. 1）では電子ビーム加熱によりB蒸気を，真空アーク放電によりNラジカル，イオンを基板へ供給する．成膜時のEionのみを変化させ，Si基板上にBN膜を堆積した．FT-IRにより膜中の結合状態を解析した．電子ビーム蒸着装置を用いてMIS構造（Al/BN/Si）を作製し，電流―電界（I—E）特性を測定した．
結果と考察 / Results and Discussion
Fig. 2にBN膜のFT-IR解析結果を示す．Eionの増加とともにsp2→sp3:sp2→sp2結合相の遷移が確認できる．sp2結合相間において明確なスペクトルの違いは見られない．Fig. 3にMIS構造のI—E特性を示す．Eionの増加とともに高電界領域でリーク電流が増大し，電気伝導機構が変化した．さらに高Eion条件のsp2結合相では再びリーク電流の減少が見られる．この結果は膜中の結合状態変化に伴いBNの電子状態が変化したことを示唆する．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig.1 Schematic illustration of BN-film deposition in a RePAC system
Fig.2 FT-IR spectra of the BN films inresponse to incidention energy Eion
Fig.3 Current-electric field (I-E) characteristics of the BN films
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件