2011/05/12 （木）
於名古屋大学
ITP長期派遣報告
－韓国 成均館大学ー
2010年12月22日～ 2011年2月19日
名古屋大学
毛家村 一樹
報告概要
・韓国、成均館大学について
・CAPST、Han教授の研究室について
・研究について
背景
実験装置
実験結果
・ITPを通じて学んだこと
韓国 成均館大学
韓国
・人口 約4800万人
成均館大学
（ほぼ半数はソウル都市圏） ソウルキャンパス
スウォンキャンパス
・面積 約10万km2(日本の1/4)
・気候 冬は寒冷（-10℃以下）
雪はあまり降らない
成均館大学(Sungkyunkwan University)
・韓国最古の大学
（建学600年）
・サムスンも出資
サムスン図書館
CAPST:Center for Advanced Plasma Surface Technology
CAPST
・プラズマを用いた新機能性薄膜
材料の開発及び評価
・プラズマ源の開発、プラズマ診断
Han教授の研究室
特にPECVDやマグネトロンスパッタリング
を用いた薄膜形成及び評価
CAPST
研究例
1. Micro-crystalline Si film synthesis on glass by
dual frequency PECVD
2. Hardness of silicon oxide films with controlling
to the ion flux by PECVD
3. Nano-crystalline Si film synthesis by ICP assisted
magnetron sputtering at low temperature
学生室
研究テーマ
日本での研究テーマ
PECVDによるDLC（ダイアモンドライクカーボン）ガスバリア膜の成膜
課題
• 高速成膜 ⇒ 生産性の向上
• 低温プロセス
成膜対象の多様化に対応
• 膜の均一性
韓国でSiOxによるガスバリア膜を研究している
 膜の解析技術の習得
 成膜技術の習得
 ガスバリア性向上の手がかりを得る
韓国での研究テーマ
樹脂上へのSiOxガスバリア膜の成膜と解析
Background
♦ Polymer substrate like PC, PET, PI are widely used in flexible electronic
devices.
♦ Hurdles for application of polymer as a substrate
- Weakness high temperature
- Poor barrier property (High water vapor transmission rate and oxygen transmission rate)
→ Silicon oxide film is a good candidate as a gas barrier film for polymer substrate
At low temp. SiOx film should be deposited on polymer substrate by PECVD
- Requirements for Gas barrier film

Low water vapor transmittance

< 10-5 g/ m2 /day (OLED), < 10-2 g/ m2 /day (TFT LCD)
High optical transmittance (550 nm) : > 90 %
♦ In this study

Plasma control for high quality barrier film
Experimental Setup
Process parameters
Matching
Box
RF power
supply
Matching
Box
RF power
supply
Gas flow
Top electrode
MFC
O2
Bubbler
(D4)
Bottom electrode
- Precursor
OMCTS (D4)
- Base pressure
Below 2 ⅹ10-2 Torr
- Deposition pressure
1ⅹ10-1 Torr
- Top electrode (RF)
80 ~ 120 W (13.56 MHz)
- Bottom electrode (RF)
50 ~ 80 W (13.56 MHz)
- Substrate
PET
- Substrate temp
Room temperature
- Film thickness
80 ~ 400 nm
Analysis
- Ion flux : Oscilloscope
Water
Vacuum
Schematic diagram of experimental apparatus
- Chemical analysis : FT-IR
- Water vapor transmission rate : MOCON
Experimental Result
Ion flux and substrate temperature
as a function of RF bias
(b)
10
9
Top electrode without rf bias
Top electrode 120W
with rf bias
8
7
6
5
4
3
2
1
0
80W
100W
120W
50 W
80 W
90
80
Temperature (deg.)
2
Ion current density (mA/cm )
(a)
70
60
50
40
30
80 W
100 W
120 W
50 W
80 W
20
10
0
600
1200
Conditions
(a) RF power and bias (↑) → Ion current density = Ion flux (↑)
(b) Ion current density (↑) → Substrate temperature (↑)
1800
2400
Time(sec)
Top electrode
without rf bias
Top electrode
120 W with bias
3000
3600
Experimental Result
Chemical binding state by FT-IR
as a function of RF bias
Absorbance (a.u)
80 W
100 W
120 W
50 W
80 W
2100
1800
Si-O network structure
Top electrode
without rf bias
Si-O-Si
Si-O cage - like
Top electrode
120w with rf bias
1500
1200
900
600
-1
Wavenumber (cm )
Ion flux (↑) → Si - O network structure (↑), Si – O cage - like (↓) and Si – O – Si (↑)
→ SiOx films have dense structure by ion flux
Experimental Result
Water vapor transmission rate analysis by MOCON
as a function of RF bias
(a)
Top electrode (RF) : 120 W
7
6
WVTR (g/m /day)
Top electrode 120 W
with rf bias
5
2
2
5
Film thickness: 200 nm
7
Top electrode without rf bias
Top electrode 120 W
without rf bias
6
WVTR (g/m /day)
(b)
4
3
2
similar
1
0
Bare
50
100
150
200
400
4
3
2
1
0
Bare
80
Film thickness (nm)
100
120
50
80
RF power (W)
(a) Film thickness (↑) → water vapor transmission rate (↓)
However, the SiOx film have similar WVTR values (Film thickness : 200 ~ 400 nm)
(b) Ion flux (↑) → water vapor transmission rate (↓)
Summary
◊ In this study, the SiOx thin films were deposited on PET
substrates by effect of RF bias (ion flux) and the following
results are obtained.
- RF bias conditions control : Ion flux (↑), Substrate temperature (↑)
- Chemical structure : Si-O network structure (↑), Si-O cage like (↓)
- Gas barrier property (WVTR): PET (bare) : 6.25 → 0.25 g/m2/day
ITP韓国派遣で学んだこと
 英語能力
事前研修、研究室内でのコミュニケーション
 研究について
自分の研究内容を的確に相手に伝えることの難しさ
自分の研究の強みを再確認できた
 国際意識
日本とは異なる文化を持つ国での生活のおもしろさと難しさ
韓国で将来外国で研究を行いたい学生が多いこと
謝辞
謝
辞
このような機会を与えてくださった
ITP関係者の皆様に心より感謝申し上げます。

30.000 TL - Liderform