【研究分野】表面界面物性

【研究領域課題番号】11895002 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

プラズマ / 環境 / プロセス / 省資源 / 省エネルギー / 量子反応 / イオン / ラジカル

【研究成果の概要】

シリコン系分野を対象として,環境調和型の量子反応制御プロセスを探索するために,材料・電子工学・物理・化学分野の11名の研究者の協力のものに調査研究を行った.その結果,下記の成果が得られた.
1.低環境負荷型新プロセス材料として,金属酸化絶縁膜,シリコン酸化膜系低誘電率膜等をプラズマを用いて形成する材料プロセスが有望であることが明らかになった.特に,薄膜形成に必要な清浄表面形成方法としてプラズマからの原子状酸素を用いた省エネルギープロセスが極めて有効であることが分かった.
2.放射光を利用した低環境負荷反応制御法によりシリコン極微細構造の形成が可能であることを明らかにした.次世代の超精密微細加工技術としての有効性を確認した.
3.負イオンビームを用いた低環境負荷プロセスにより,炭素薄膜などの新規材料の創製が可能であることが判明した.さらに,高エネルギーイオンビーム注入法により半導体材料中に自己組織的にナノサイズの構造を形成でき,新しいデバイス作成プロセスとしての可能性を見出した.
4.ガスを用いないで固体ソースによる新しいガス供給系を開発し,エッチングおよび薄膜堆積へ適応可能な新しい環境調和型ナノプラズマプロセスが創製できることを明らかにした.また,気相および表面反応の計測技術とシミュレーション技法を駆使することが量子反応の精密制御と高効率化に極めて重要であることが明らかになった.
これらの調査研究結果については,「環境調和量子反応制御プロセス研究報告会」を3回開催し,組織的に相互に報告し活発な議論行った.また,適宜,外部から専門家を招へいし情報収集を行った.これらの調査研究成果を基にして,研究内容と体制を十分に吟味して,平成12年度特定領域研究(B)「環境調和型ナノプラズマプロセスの基礎」を組織し,申請するに至った.

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1999

【配分額】1,800千円 (直接経費: 1,800千円)

【研究分野】反応・分離工学

【研究領域課題番号】06303008 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

晶析装置・操作 / 結晶生成 / 均一微粒子 / 晶析 / 結晶多形 / 省資源 / 省エネルギー / 環境技術 / 装置・操作

【研究成果の概要】

晶析は主として液層より固相を結晶として生成する現象を利用する操作で、そこで工学的に評価される対象は、結晶が生成するときに発生(あるいは吸収)する相変換エネルギー利用のための制御に関する基礎現象、生成する結晶そのものの特性及び結晶を生成して残る液相組成に関する現象など広範である。特に最近の技術開発に関する動向としては、エネルギー環境と資源の有効利用との調和のうえで新しい機能物質を生産する技術を開発するニーズが高まっている。結晶は高純度で高機能特性を安定に維持できる固相であり、このような物質を効率よく生産できる技術を提案し確立することは21世紀の化学工業の発展に貢献するものであることを本研究チームの幹事分担者と討議して、活動方針を決定した。そこで各研究分担者に対して、“調査研究の方向として21世紀の化学工業に貢献する晶析技術とは何か?そこで必要とされる晶析研究テーマは何か?これらの技術・研究の現状と課題は何か?"についてのアンケート調査を行い、各分担者からの研究実績と現在検討している研究計画に基づいた回答を得た。これに基づき、工学基礎から装置・操作の設計とその制御に関する6つのサブテーマについての調査研究を行った。その結果、製品結晶粒径と生産量に基づく晶析装置の設計理論はほぼ確立しており、工業晶析装置・操作の設計は可能になっていることを明らかにし、さらに高純度で新機能を持つ結晶の生成に対する研究の状況を整理した。また新しい操作法としては、結晶多形を利用した操作過飽和度の制御法を提案し、微粒子の生成を含めた新しい晶析技術の可能性も示すことができた。この成果は単に化学工業のみでなく、医薬品・食品工業など広い分野に波及すると考えられる。特に環境対策技術への効果ははかり知ることができない。

【研究種目】総合研究(A)

【研究期間】1994 - 1995

【配分額】5,700千円 (直接経費: 5,700千円)