| 総論 プラズマ・イオンビーム技術の新展開 上條榮治 |
| 1 プラズマ・イオンビーム技術とナノテクロノジー 1 |
| 2 ナノテクロノジーに関連した日本の動き 2 |
| 3 ナノテクノロジーに関連した世界の動き 3 |
| 4 本書の内容 4 |
| 5 まとめ 5 |
| 基礎編 |
| 第1章 プラズマの物理化学 橘 邦英 |
| 1 はじめに 9 |
| 2 プラズマ中での反応過程 10 |
| 3 反応場としてのプラズマ源 17 |
| 4 プラズマ反応場の制御 28 |
| 第2章 イオンビームの物理化学 石川順三 |
| 1 イオンの発生とイオン源 31 |
| 1.1 イオン源プラズマを生成する方法 32 |
| 1.2 表面効果法 33 |
| 2 イオンビームの輸送 34 |
| 2.1 ビーム輸送における各機能 34 |
| 2.2 大電流イオンビームの発散抑制 35 |
| 3 イオンビームと固体表面相互作用 36 |
| 3.1 イオンビーム蒸着 38 |
| 3.2 イオンビームエッチング 40 |
| 3.3 イオン注入 41 |
| 第3章 プラズマ装置 |
| 1 プラズマ溶射装置 45 |
| 1.1 プラズマ溶射装置 佐々木光正 45 |
| 1.1.1 はじめに 45 |
| 1.1.2 プラズマ溶射装置の特徴 47 |
| 1.1.3 プラズマ溶射装置の構成 49 |
| 1.1.4 プラズマ溶射ガン 50 |
| 1.1.5 プラズマ溶射制御装置 53 |
| 1.1.6 プラズマ電源 53 |
| 1.1.7 冷却水循環装置 53 |
| 1.1.8 粉末供給装置 53 |
| 1.1.9 種類 54 |
| 1.1.10 応用 57 |
| 1.1.11 まとめ 59 |
| 1.2 電磁加速プラズマ溶射装置 北村順也、薄葉州 61 |
| 1.2.1 はじめに 61 |
| 1.2.2 原理 61 |
| 1.2.3 B4C溶射実験 63 |
| 1.2.4 考察および結論 65 |
| 2 プラズマCVD装置 鈴木正康 67 |
| 2.1 はじめに 67 |
| 2.2 PCVDの産業利用 67 |
| 2.3 PCVDの特徴 68 |
| 2.4 PCVDによる薄膜 69 |
| 2.5 PCVD装置の要素技術 69 |
| 2.5.1 プラズマ励起方法 70 |
| 2.5.2 ガス導入、流れ制御方法 74 |
| 2.6 産業用PCVD装置 74 |
| 2.6.1 太陽電池反射防止膜成膜装置 74 |
| 2.6.2 ECR-CVDによるDLC膜 75 |
| 2.7 その他のPCVD 78 |
| 2.7.1 リモートプラズマCVD 78 |
| 2.8 ガスの安全性 79 |
| 3 スパッタリング装置 圷 繁 82 |
| 3.1 はじめに 82 |
| 3.2 光ディスク 82 |
| 3.3 単層膜用スパッタリング装置 84 |
| 3.4 スパッタ源 86 |
| 3.5 装置の高速化 89 |
| 3.6 さいごに 89 |
| 4 電子サイクロトロン共鳴プラズマスパッタ装置 廣野 滋 90 |
| 4.1 はじめに 90 |
| 4.2 ECRプラズマスパッタ装置の原理と成膜装置 90 |
| 4.2.1 ECRスパッタ法の成膜原理 90 |
| 4.2.2 最近のECR成膜装置 92 |
| 4.3 高品質薄膜の形成 93 |
| 4.3.1 酸化膜 93 |
| 4.3.2 窒化膜(絶縁膜) 97 |
| 4.3.3 金属膜 97 |
| 4.3.4 カーボン膜 98 |
| 4.4 おわりに 100 |
| 5 イオンプレーティング装置 安岡 学 101 |
| 5.1 はじめに 101 |
| 5.2 プラズマガンの特性とHCDイオンプレーティング装置 103 |
| 5.3 HCDイオンプレーティング装置の特長と性能 105 |
| 5.4 おわりに 106 |
| 6 アークイオンプレーティング装置 玉垣 浩 108 |
| 6.1 AIP法による皮膜形成の原理 108 |
| 6.2 AIP装置とその発展 110 |
| 6.2.1 AIP装置 110 |
| 6.2.2 マクロパーティクル制御 110 |
| 6.2.3 円筒ターゲット型AIP装置 112 |
| 6.2.4 インライン型AIP装置 112 |
| 6.2.5 複合型AIP装置 112 |
| 6.3 AIP法の応用事例 113 |
| 6.3.1 切削工具への応用 113 |
| 6.3.2 自動車部品への応用 113 |
| 7 熱陰極PIGプラズマCVD装置 寺山暢之 115 |
| 7.1 はじめに 115 |
| 7.2 装置の原理と構成 115 |
| 7.2.1 PIG-PECVD装置の構成 115 |
| 7.2.2 プラズマの安定化 116 |
| 7.2.3 基板のバイアス方法 117 |
| 7.3 DLCの厚膜コーティング技術 119 |
| 7.3.1 成膜方法 119 |
| 7.3.2 密着性 119 |
| 7.3.3 シリコン添加の効果 120 |
| 7.4 トライボロジー特性 120 |
| 7.5 まとめ 122 |
| 8 プラズマエッチング 中野博彦、平本道広 123 |
| 8.1 はじめに 123 |
| 8.2 トルネードICP-エッチング装置 123 |
| 8.3 プラズマエッチングの基礎-シリコンを中心にして- 125 |
| 8.4 難削材料のエッチング 127 |
| 8.4.1 石英エッチング 127 |
| 8.4.2 化合物半導体への応用 128 |
| 8.4.3 白金エッチング 128 |
| 8.5 今後の展望 129 |
| 9 プラズマイオンプレーティング装置 粟井 清、酒見俊之 131 |
| 9.1 はじめに 131 |
| 9.2 高安定プラズマイオンプレーティング法 131 |
| 9.3 膜特性 134 |
| 9.4 大面積基板への高速成膜技術 136 |
| 9.5 むすび 138 |
| 第4章 イオンビーム装置 |
| 1 イオン注入装置 松田耕自 140 |
| 1.1 イオン注入装置の機能と構成 140 |
| 1.2 イオン注入装置発展の経緯 141 |
| 1.3 中電流イオン注入装置 141 |
| 1.3.1 装置の仕様 141 |
| 1.3.2 イオン源部 143 |
| 1.3.3 イオン質量分析部 143 |
| 1.3.4 イオン加速部 143 |
| 1.3.5 ビームライン部 144 |
| 1.3.6 イオン注入室部 144 |
| 1.3.7 主制御部 145 |
| 1.4 大電流イオン注入装置 145 |
| 1.4.1 イオン源およびイオン引き出し部 145 |
| 1.4.2 イオン質量分析部 146 |
| 1.4.3 イオン注入室部 146 |
| 1.4.4 制御部 146 |
| 1.5 高エネルギーイオン注入装置 146 |
| 1.5.1 RF型加速 146 |
| 1.5.2 静電型加速 147 |
| 2 集束イオンビーム装置 八坂行人 148 |
| 2.1 はじめに 148 |
| 2.2 FIB装置の構成と性能 149 |
| 2.3 応用例 150 |
| 2.3.1 断面SIM像観察 150 |
| 2.3.2 TEM試料作製 152 |
| 2.3.3 断面側長 152 |
| 2.3.4 三次元ナノ立体構造 153 |
| 2.4 まとめ 153 |
| 3 プラズマソースイオン注入装置 馬場恒明 155 |
| 3.1 はじめに 155 |
| 3.2 PSII法の原理 155 |
| 3.3 PSII装置 157 |
| 3.4 PSII法に関する研究 158 |
| 3.5 おわりに 160 |
| 4 イオンビームパッタ装置 石川 靖、清野知之 162 |
| 4.1 はじめに 162 |
| 4.2 イオンビームスパッタ装置の特徴 163 |
| 4.3 イオンビームスパッタ装置の問題点 165 |
| 4.4 おわりに 168 |
| 機能材料応用編 |
| 第5章 イオン注入による表面機能材料 岩木正哉 |
| 1 イオン注入の概要 171 |
| 2 イオン注入装置の構成と特色 172 |
| 3 注入イオンの深さ分布 173 |
| 4 表面の高機能化事例 174 |
| 5 金属へのイオン注入 176 |
| 6 ダイナミックミキシングとPBII 178 |
| 7 イオン注入の利用法 180 |
| 第6章 薄膜誘電体材料 田中克彦 |
| 1 強誘電体薄膜・高誘電率薄膜 182 |
| 1.1 スパッタリング法 183 |
| 1.2 MOCVD法 185 |
| 1.3 エピタキシャル成膜 187 |
| 1.4 応用例 188 |
| 2 PZT薄膜 189 |
| 2.1 スパッタリング法 191 |
| 2.2 MOCVD法 191 |
| 2.3 エピタキシャル成膜 192 |
| 2.4 応用例 193 |
| 第7章 ダイヤモンドおよび関連材料 |
| 1 半導体ダイヤモンドの電子素子応用 橘 武史 195 |
| 1.1 緒言 195 |
| 1.2 ダイヤモンド薄膜の気相合成技術 196 |
| 1.3 ダイヤモンドを用いた電子素子 203 |
| 1.4 結言 208 |
| 2 DLC 中東孝浩 211 |
| 2.1 はじめに 211 |
| 2.2 DLCの特徴・製法 211 |
| 2.3 DLCの用途開発 213 |
| 2.4 まとめ 220 |
| 3 プラズマジェットを用いるフッ素を含むガスからのcBNの合成 松本精一郎 222 |
| 3.1 はじめに 222 |
| 3.2 合成法 222 |
| 3.3 膜の生成状況の性状 223 |
| 3.4 本プロセスの特徴 228 |
| 3.5 おわりに 228 |
| 4 窒化炭素 青井芳史 230 |
| 4.1 はじめに 230 |
| 4.2 窒化炭素 230 |
| 4.3 窒化炭素薄膜の合成技術 232 |
| 4.4 おわりに 236 |
| 5 炭素化ホウ素 大竹尚登 239 |
| 5.1 はじめに 239 |
| 5.2 B-C-N膜の合成と評価 240 |
| 5.3 まとめ 245 |
| 第8章 フラーレン 三重野哲 |
| 1 合成方法 248 |
| 2 合成過程 249 |
| 3 フラーレンファミリーの合成 252 |
| 3.1 金属内包フラーレンの合成 252 |
| 3.2 炭素ナノオニオンの合成 252 |
| 3.3 炭素ナノカプセルの合成 252 |
| 4 高効率合成 253 |
| 5 誘導体のプラズマ合成 253 |
| 6 フラーレンの応用 254 |
| 第9章 光機能材料 |
| 1 透明誘電性材料 |
| 1.1 SnO2系 菊池直人、草野英二 256 |
| 1.1.1 SnO2 256 |
| 1.1.2 SnO2系薄膜の作製プロセス 258 |
| 1.1.3 SnO系薄膜の物性 261 |
| 1.1.4 おわりに 262 |
| 1.2 ZnO系 菊池直人、草野英二 265 |
| 1.2.1 ZnO 265 |
| 1.2.2 ZnO系薄膜の作製プロセスと物性 266 |
| 1.2.3 ZnOへのⅢ属元素のドーピングとそのキャリア生成効率 269 |
| 1.2.4 おわりに 270 |
| 1.3 ITO薄膜の低温形成 臼杵辰朗、小倉盛生 273 |
| 1.3.1 はじめに 273 |
| 1.3.2 ITOの作製方法 273 |
| 1.3.3 イオンビームスパッタリング法 274 |
| 1.3.4 成膜条件と膜特性 275 |
| 1.4 新規透明誘電性材料系 細野秀雄 278 |
| 1.4.1 深紫外透明β-Ga2O3薄膜 278 |
| 1.4.2 バイポーラーCulnO2を用いたp-nホモ接合 280 |
| 1.4.3 新しい透明p型誘電性薄膜:LaCuOS 281 |
| 1.4.4 ヘテロエピタキシャルp-n接合をベースとしたUV-LED 282 |
| 2 光触媒材料 安保正一、竹内雅人 286 |
| 2.1 紫外光のみでなく可視光の照射でも機能する酸化チタン光触媒開発の意義 286 |
| 2.2 可視光の照射でも機能する酸化チタン光触媒 287 |
| 3 光学薄膜材料 小川倉一 294 |
| 3.1 はじめに 294 |
| 3.2 光学薄膜形成プロセスにおけるイオン・プラズマの役割 294 |
| 3.2.1 イオンのエネルギー 294 |
| 3.2.2 プラズマによるその他の効果 296 |
| 3.3 イオン・プラズマを利用した光学薄膜形成装置 296 |
| 3.3.1 イオンビームアシス蒸着法(IAD法) 296 |
| 3.3.2 プラズマIAD法 297 |
| 3.4 イオン・プラズマアシスト法による高機能光学薄膜の形成 299 |
| 3.5 おわりに 303 |
| 第10章 薄膜積層多層材料 中山 明 |
| 1 緒言 304 |
| 2 エレクトロニクス材料 304 |
| 2.1 誘電体超格子材料 304 |
| 2.2 有機ヘテロ接合光デバイス 309 |
| 3 硬質耐摩分野用多層膜(超格子膜)材料 311 |
| 4 熱電変換材料 313 |
| 5 結言 315 |
| 総論 プラズマ・イオンビーム技術の新展開 上條榮治 |
| 1 プラズマ・イオンビーム技術とナノテクロノジー 1 |
| 2 ナノテクロノジーに関連した日本の動き 2 |
| 3 ナノテクノロジーに関連した世界の動き 3 |
| 4 本書の内容 4 |
| 5 まとめ 5 |
