K-§MART SEEDS集機能性薄膜を無加熱条件下で結晶化して最速スピードで成膜します。
金属化合物薄膜(酸化膜及び窒化膜)の高速低温結晶化成膜技術開発
概要
近年、酸化物などの無機系の機能性材料を耐熱性に劣る有機系材料の基板上へ成膜する場合も多くあり、薄膜構造制御の重要なパラメータの一つである基板温度を事実上動かすことができない状況も多くなっています。我々は様々な機能発現に薄膜構造制御(結晶or非結晶)を必要とする金属化合物体を、熱エネルギーに変わる薄膜構造制御のための新たなエネルギーを利用した薄膜作製技術を開発しました。
- 従来技術
- 一般的な反応性スパッタリング法を用いて金属化合物薄膜を作製した場合、成膜速度は金属材料の約1/10となってしまい、結晶化させるためには200℃以上の加熱処理が必要です。
- 優位性
- 金属化合物薄膜の成膜における基板温度の低温化と成膜速度の高速化を克服できる新技術であり、物質と基板を選ばず、また処理時間が短いことから広い工業分野の製造ラインに組み込むことができます。
特徴
我々が開発した金属酸化膜の高速低温結晶化成膜法は併用式スパッタリング法の1つであるRAS(Radical Assisted Sputtering)法を応用し、アモルファス表面(金属酸化膜)上に原子状酸素(ラジカル)励起を利用した核形成のステップとその核形成層の上に通常のRAS法を用いて低温下(100℃以下)で結晶性を有する金属酸化膜を堆積させる2段階ステップの成膜手法を特徴としています。現在までに様々な金属酸化膜のスパッタ薄膜構造とラジカルの化学アニーリング効果との関係を定量的に調査し、ラジカルの化学アニーリング効果に有効な薄膜構造の確立とその制御因子の抽出を行うことで、高速（金属Rateと同等）低温（100℃以下）条件下で成長界面領域から高い結晶性を有するTiO2薄膜の形成が可能であり、光触媒特性の結果からその有効性を立証しました。
TiO2光触媒薄膜への応用
全固体型エレクトロクロミックディスプレーへの応用
IGZOへの応用
- 実用化イメージ・想定される用途
- ・自動車関連部品
・カメラレンズなどの各種レンズ
・フレキシブルエレクトロニクス製品
- 実用化に向けた課題
- ・各アプリケーションに対応した実使用レベルでの耐久性評価
研究者紹介
野口 大輔(のぐち だいすけ)researchmap
都城工業高等専門学校・物質工学科・教授
研究者からのメッセージ
スパッタリング法による機能性無機薄膜の作製と物性評価および新規成膜手法の開発を行っています。ご興味をお持ちの企業の技術相談や、共同研究等をご検討の際には、気軽にご連絡ください。
- 研究キーワード
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表面加工処理
スパッタリング法
機能性薄膜
高速低温成膜
- 知的財産権
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発明の名称：光触媒多層金属化合物薄膜及びその作成方法. 発明人：野口大輔, 河野慶彦, 清文博. 特許番号：5217023.
