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超音波原子間力顕微鏡のナノスケール非破壊内部計測を用いた薄膜製造プロセス支援

使用超声波原子力显微镜进行纳米级无损内部测量的薄膜制造工艺支持

基本信息

批准号：
15656179
负责人：
山中一司
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

センサ、アクチュエータ、弾性表面波素子に用いられるZnOやPZT圧電・強誘電薄膜において、薄膜製造プロセス条件(電極材質、真空度、成膜速度、イオン化効率など)が膜物性(結晶配向、粒界の結合度、圧電係数、超音波減衰)と欠陥(き裂、気孔、はく離)に及ぼす影響は大きく、この把握がプロセス確立に不可欠である。そこで、超音波原子間力顕微鏡を発展させた(1)超音波誘起電流計測、(2)柱状組織結合度評価、(3)圧電係数計測における弾性変形効果の補正、(4)50MMHz以上の高周波圧電特性計測などの手法を試行し、ナノスケールの空間分解能で3次元的に観察・評価し、製造プロセス条件の最適化の指針を得て、薄膜製造を支援する技術の方法論の確立を目的とする。1.柱状組織結合度の評価水素ガスセンサとして使用される厚さ40nmのPd超薄膜の特性には粒界の結合度が影響するが、水素の影響は解明されていない。そこで、水素雰囲気下で超音波原子間力顕微鏡により弾性特性を計測して、Pd膜の柱状組織の粒界における結合度を評価し、膜の劣化機構解明をはかった。その結果、3%水素を含む窒素の導入により、隆起が見られ、凝着力も増加することを見出した。2.圧電係数計測における誤差の補正圧電結晶上に形成した微小電極対により誘起したナノスケール分極反転部を、超音波原子間力顕微鏡および圧電応答顕微鏡で観察評価し、圧電係数測定における電界方向不均一性の低減をはかった。その結果、分極反転と弾性率の変化が画像とともに得られた。3.総合評価上記の研究で得られた評価法と知見を総合して、ナノスケールの空間分解能で3次元的に観察・評価する超音波原子間力顕微鏡を用いた薄膜製造支援技術の方法論を整理した。以上により、本研究は目標を達成できた。

The physical properties of the film (crystal orientation, grain boundary bonding, number of grains, ultrasonic decay) and film physical properties (crystal orientation, grain boundary bonding, number of cracks, holes, separation) and film physical properties (crystal orientation, grain boundary bonding, number of cracks, holes, separation) and thin film formation conditions (material, vacuum, film formation rate, temperature dependence) were measured by ZnO PZT. Please make sure that you are not in debt. Ultrasonic and ultrasonic atomic force microscopes show that (1) ultrasonic current measurements, (2) cylindrical tissue combination measurements, (3) numerical calculations, numerical calculations, and (4) high-cycle characteristic calculations above 50MMHz, the measurement of high-cycle characteristics, the detection of three-dimensional space decomposition energy, and the detection of three times. The production conditions are optimized, and the thin film manufacturing system is used to support the technical analysis and methodology. 1. The degree of bonding of the columnar tissue is measured. The thickness of the 40nm and the properties of the PD ultra-thin film are measured. The grain boundary is determined by the combination of the grain boundary and the water. Under the pressure of water and water, the ultrasonic atomic force micrograph was used to calculate the characteristics of the particles, the cylindrical tissue of PD film was used to analyze the particle boundary, and the membrane degradation machine was used to explain the structure of the membrane. The results showed that 3% of the water contained asphyxiate, the bulge was seen, and the coagulation force was increased. two。 The temperature difference in the differential equation of the differential equation is formed on the crystal of the microphone, and the atomic force of the ultrasonic wave is used to measure the difference in the direction of the electronic industry. the results show that there is a high degree of uniformity in the direction of the electronic world. The result of the test, the negative effect on the sex rate, the transformation of the portrait, the accuracy of the portrait, the results of the results, the results and the results. 3. According to the results of the previous study, it is known that the three-dimensional space decomposition energy of the ultrasonic micrometer is analyzed by using the thin film manufacturing support technology method. The purpose of this study is to achieve the goal of this study.