| 研究室で、新材料開発に必要な成膜装置、ナノデバイス作製に必要な電子線描画ナノ加工装置とエッチング装置、形状評価に必要な走査型電子顕微鏡と原子間力顕微鏡、電気特性評価に必要な電気特性評価システムなどを所有しており、研究はほとんど大学内で行っています。 脳型情報処理用材料・デバイス、フレキシブルセンサー、発電デバイス等の研究に使用している代表的な装置を紹介します。 ◆ 高周波スパッタリング成膜装置 （材料研究開発の有力な武器） （PDF） ・ 設置場所： C棟３階のクリーンルーム1 ・ （株）アルバック製 MNS-3000-RF ・ 金属、絶縁体、磁性体などの薄膜の形成 ・ 試料サイズ： ３インチ（膜厚均一化のための自転機構付き） ・ ターゲットサイズ： ２インチ（専用ターゲットホルダーにボンディング） ・ マグネトロンカソード： ２インチ×３ 台 ・ 準備室： 試料交換用の導入室付きで、逆スパッタ機構も搭載 ・ 高周波電源： １ 台（カソード３台および逆スパッタ機構で切り替えて使用） ・ ガス導入系： マスフローコントローラー３系統（Ar、高純度N2、O2）、手動リーク用１系統（N2） ・ 研究実績の１例： 窒素と炭素を従来の相変化材料Sb2Te3にドーピングすることにより、結晶化温度が大きく上がり、情報の保持力を大幅に向上させることができました。この材料の脳型情報処理等への応用研究を進めています。 ・ 関連研究論文： Appl. Phys. Lett. 117, 153502 (2020)
◆ 電子線描画ナノ加工装置 （最先端デバイス作製の強力な武器）（PDF） ・ 設置場所： C棟３階のクリーンルーム２ ・ 日本電子（株）／東京テクノロジー（株）製 JSM-6500-F/Beam Draw ・ 試料サイズ：最大約15 mm 角、加速電圧：最大30 kV ・ プローブ電流：約1 nA（2 nm 径以下）、100 nA（8 nm 径以上） ・ アドレス分解能：10 nm（100 μm 角）、2.5 nm（25 μm 角） ・ 描画方式：ラスタ描画方式、ベクタ描画方式 ・ 研究実績の１例： 厚さ12nmの水素シルセスキオキサン (HSQ) 及び2.3 wt % TMAH/4 wt % NaCl現像液を用い、ドットサイズ10 nm以下のナノドット列の形成に成功しました。これにより、最先端のナノ電子デバイス（例えば、脳型情報処理デバイス、高性能な生体センサー）の作製に必要とされる基盤技術を確立できました。 ・ 関連研究論文： Jpn. J. Appl. Phys. 51, 06FF10 1-5 (2012)
◆ ワイドエリア原子間力顕微鏡（AFM）評価装置 （薄膜・デバイス評価に欠かせないツール） ・ 設置場所： C棟３階のクリーンルーム２ ・ 日立建機ファインテック（株）製 AFM WA0200 ・ 試料サイズ：最大20 mm 角（チップ）、φ50 mm～φ200 mm（ウェハ） ・ 最大測定試料高さ：10 mm ・ AFM測定モード：コンタクト、ステップイン ・ 検出方式：光てこ方式 ・ 走査分解能：0.15 nm ・ 高さ分解能：0.1 nm ・ 研究実績の１例： このAFMを用い、段差により膜厚を測定できます。この評価方法を活用し、相変化に伴う体積変化無しの画期的な新材料を開発できました。 ・ 関連研究論文： J. Phys. D: Appl. Phys.46, 505311 1-5 (2013)
※他の装置の情報を省略いたします。 |
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