Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

超臨界流体 / 製膜 / 3次元実装 / Cu / 超臨界

超臨界流体中における化学反応を利用した製膜技術（SCFD）を活用し，超高アスペクト比かつ微細なシリコン貫通電極（TSV）を形成する技術を検討した。絶縁性表面への膜形成と埋め込み性の向上がポイントであり，流通式製膜装置の新規開発による傾斜組成CuMnOxバッファ層と原料溶解度測定を通じた高埋め込み性製膜条件の検討を行った。結果として，アスペクト比が100を超えるシリコントレンチ構造へのCuの埋め込みに成功した。

マイクロリアクター / 光触媒 / 超臨界 / 超臨界流体 / 気・液・固・超臨界流体反応操作 / 反応装置 / 新規反応場

内径の小さいガラスキャピラリおよび透明で柔軟な樹脂製チューブに超臨界二酸化炭素をスラグ流で流通させる光触媒マイクロリアクターを新たに開発した。ガラスキャピラリおよび樹脂製チューブの内壁に光触媒を担持し、外部から低電力高出力の紫外光LEDを用いて照射し、光触媒反応を起こした。二酸化炭素還元によるメタノール生成、ベンゼンの光触媒直接酸化などにより高圧光触媒反応の有用性を示した。また、溶媒が超臨界二酸化炭素となることを最大限活用するため、同装置を応用して超臨界ゾルゲル法を行い、細孔径が6 nmおよび12 nmのシリカゲル最深部にチタンを担持できることを示した。

超臨界流体 / 薄膜合成 / プロセス開発 / DRAM / FeRAM / 電極 / 高誘電体 / 強誘電体 / 超臨界流体薄膜合成 / 強誘電体 / ナノキャパシタ / 電極形成 / SrRuO3 / SrTiO3 / BiTiO3 / 超臨界 / 電極金属 / ステップカバレッジ / メモリーデバイス / 薄膜形成 / 金属・酸化膜積層構造形成

超臨界二酸化炭素に有機金属を溶解させ,これを加熱された基板上にて反応させ,薄膜を形成する超臨界流体薄膜形成法(SupercriticalFluidDeposition,SCFD)を用い,超高集積化が進むDRAMやFeRAMなどのメモリデバイス用ナノキャパシタを形成するプロセスの開発を行った。電極材料としてのRu,Pt,SrRuO3,また,高誘電体・強誘電体材料としてのTiO2,SrTiO3,BiTiO3合成を検討し,従来良く用いられているCVDやALDプロセスと同等の段差被覆性を達成し,かつ,より低温での合成を可能とした。

超臨界 / 芳香族分子 / りん光量子収率 / りん光寿命 / エキシマー / ダイマー / 超臨界流体 / りん光 / 寿命

分子間の反応では分子同士が近付くことが最低限必要であるが、どの方向から近付くかも重要な要素である。溶液中での溶質分子は比較的均一な分布を保って運動しているが、吸着状態では不均一な分布をしていることが多い。このため、特異な位置関係に吸着された分子が特長のある反応をすることは十分に期待できる。溶媒密度の大きい超臨界流体も特異な反応を誘起する可能性がある溶媒であるが、溶質分子の配向等にどのような特性があるかについては不明である。本研究は芳香族分子が超臨界流体中でどの様な状態にあるかを明らかにする事を目的としてCO_2、Xe等の超臨界流体中でピレン、テトラセン又は2-クロロナフタレンでの吸収スペクトル、発光スペクトル等を測定し、結果を通常の条件下でのスペクトルと比較・検討した。
研究結果より、10^<-5>Mという極く低濃度でもエキシマー蛍光(ピレン)や会合体(テトラセン)が見られたり、低温でなければほとんど観測されていない芳香族分子のりん光が高温でも比較的大きな量子収率で観測される(2-クロロナフタレン)等から、超臨界流体は以下のような特異な溶媒であることが明らかになった。
(1) 溶質である芳香族分子を均一に溶解しておらず、局部的に高濃度の部位が分散した状態にある。
(2) 溶媒分子が高密度に集積しており、溶質分子と強く相互作用している。
今後、超臨界流体の溶媒としての性質をさらに明らかにすると共に、超臨界流体特有の化学反応に関する研究を進めて行く予定である。

【研究分担者】
下山裕介	東京工業大学	理工学研究科	准教授	(Kakenデータベース)
松下慶寿	東京工業大学	理工学研究科	助教	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
百瀬健	東京大学	大学院・工学系研究科	助教	(Kakenデータベース)