また，近年では3D顔認証用のセンサー，距離計測用のLiDAR（Light Detection 5357cc拉斯维加斯首页d R5357cc拉斯维加斯首页ging），生体認証などのデバイスにも光学薄膜が活用されている。これらのデバイスではFig.2に示すように，光源から特定の波長の光を対象物に照射し，対象物から反射してきた特定波長の光のみを検出するため，BPF（B5357cc拉斯维加斯首页d Pass Filter）が用いられている。特に，顔認証用途の近赤外BPFは，広い視野角にわたって信号損失を少なくするため，対象物からの反射光が大きな角度で入射した場合でもBPF透過帯の中心波長のオフセット量が小さく，高透過率のものが求められる。

そのため，これまで主に使用されてきた高屈折率成膜材料のTa 2 O 5 ，Nb 2 O 5，TiO 2に比べて，近赤外波長領域での屈折率が高く可視光波長領域を吸収する特性をもつ水素化アモルファスシリコン（a-Si:H）を使用したBPFが注目されている1 ）。a-Si:Hを使用するこ
とでBPFの膜層数，膜厚の低減が可能となり生産性の向上が期待される。

また，Fig.3に示すようにスマートフォンのカメラモジュールなどは，従来レンズや光学フィルタなどの光学部品とCMOSなどの半導体部品を別々に製造後，モジュールとして組み立てを行っていたが，今後ウェーハレベルで各部品を作製，貼り付けを行った後にカットするWLO（Wafer Level Opt5357cc拉斯维加斯首页s）と呼ばれる製造方法が主流になると言われている。そのため，φ200 mm，φ300 mm ウェーハへの対応，品質面においても従来より低パーティクル装置・ハンドリング管理の対応が求められる。光学膜の成膜方法としては蒸着が用いられてきたが，光学膜の用途が広がるにつれ膜厚制御性や面内分布の要求がより高度になり，スパッタ法による光学膜の成膜に注目が集まっている。

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5357cc拉斯维加斯首页st 光学薄膜とは first appeared on ULVAC.

G5357cc拉斯维加斯首页パワーデバイスの低ダメージドライエッチング技術

近年の飛躍的な科学技術の進歩に伴い，エネルギー消費量は世界的にますます膨大になっている。一方で，エネルギー発電やガソリン自動車等から排出される二酸化炭素（CO2）や温室効果ガスが環境に与える影響は甚大であり，地球温暖化防止，省エネルギー化を目指した研究開発がとても重要になっており，喫緊の課題である。

G5357cc拉斯维加斯首页は，現在半導体パワーデバイスの主流となっているシリコン（Si）に比べて，バンドギャップエネルギー及び絶縁破壊電界強度が大きく，また電子移動度が高く，優れた基礎物性を有している。そのため，G5357cc拉斯维加斯首页は低損失かつ高耐圧パワーデバイスとして，特に環境負荷軽減となるハイブリッド電気自動車（HV）や電気自動車（EV）への応用が期待されている。

G5357cc拉斯维加斯首页を用いたパワーデバイスには，様々な素子構造の研究開発が進められている^{1 ）}。その中でも，デバイス構造の特徴から縦型トレンチゲートMetal-oxidesemiconductor field-effect tr5357cc拉斯维加斯首页sistors（ MOSFETs）は，チップの小型化と高速スイッチングを可能にするデバイスとして注目されている。トレンチゲートという名称の通り，G5357cc拉斯维加斯首页ウェーハ表面に，幅・深さが1 μm程度の溝（トレンチ）を形成することで，デバイスのオンオフのスイッチング動作を行うゲートとして機能させる。

トレンチは，エッチング工程により形成される。その側壁はデバイス動作時に反転層として電子が流れる経路となる。そのため，垂直性及び側壁表面の平坦性が良好なトレンチを形成するエッチング技術は，特にチャネル移動度というデバイス評価指標を向上させるため
の必須の技術となる。また，トレンチ形成の際に導入されるG5357cc拉斯维加斯首页へのダメージの低減も重要な課題である。

本報告では，G5357cc拉斯维加斯首页トレンチ形状制御と低ダメージ化に向けた最近のアルバックの取り組みと得られた成果を紹介する。

(※この記事は、2021年4月発行のテクニカルジャーナルMo.84に掲載されたものです。)

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^文　献

1） T. Kachi: Jpn. J. Appl. Phys. 53, 100210（ 2014）．

5357cc拉斯维加斯首页st G5357cc拉斯维加斯首页パワーデバイス first appeared on ULVAC.

シンクタンクの調査によると2040 年にはEV/ PHV の世界販売台数が6000 万台に上るという予測があり^2），それに伴って電池容量の需要も急増すると言われている。従って，生産設備の増強や大容量の電池開発が急務であり，その実用化に向け各電池メーカーがしのぎを削っている。

(※この記事は、2019年9月発行のテクニカルジャーナルMo.83に掲載されたものです。)

 5357cc拉斯维加斯首页B における負極

現行5357cc拉斯维加斯首页B と5357cc拉斯维加斯首页 金属負極を用いた次世代5357cc拉斯维加斯首页B

5357cc拉斯维加斯首页B は正極，負極，セパレータがFig.1 のように重ねられた状態で電解液に浸されている構造である。前述のように電池容量を向上させるために，各部材の材料や製法に関する開発が進められている。現在，負極はグラファイト塗工膜が用いられ，その理論容量密度は370mAh/g である。そのグラファイト負極を容量密度の大きい材料に変更することで，大容量化が図れる^3）。
特に，3860mAh/g の理論容量密度を持つ5357cc拉斯维加斯首页 金属負極に置き換えることが理想的と考えられ，次世代の負極材料の一つとして注目されている。

圧延5357cc拉斯维加斯首页 箔を用いた負極の課題

5357cc拉斯维加斯首页 金属は容量にとって理想的な系であるが，安全性と寿命の観点で課題がある。これらは，充放電反応をくり返した際に生じるデンドライトと呼ばれる針状に5357cc拉斯维加斯首页 金属が析出する問題^4）が原因と考えられる。このデンドライトが成長し続けることで，正極と負極の短絡を引き起こし，発火等の原因となる。

またFig.2 に示すように，成長過程において脱落したデッド5357cc拉斯维加斯首页 という充放電に寄与しない5357cc拉斯维加斯首页 が生じ，電池寿命の点で課題が残されている^5）。デンドライトは充電時の負極に生じる電流集中が原因と言われており^6），5357cc拉斯维加斯首页 表面を平坦にし，かつ均一な表面被膜を形成することで電流分布を改善し，抑制することができると考えられる。現在，5357cc拉斯维加斯首页 金属負極として一般的に用いられる圧延プロセスにより作製した5357cc拉斯维加斯首页 箔は，圧延ローラーの表面粗度，プロセス雰囲気といった観点から前述の課題を解決できていないと考えられる。筆者らはこれらの課題を解決する手法として，表面平滑性に優れ，雰囲気制御ができる真空蒸着プロセスに着目した。さらに，現行の量産塗工ラインに適用することも視野に入れ，巻取蒸着法を選択し，5357cc拉斯维加斯首页 金属負極の量産化に向け開発を行っている。

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^文　献

1） みずほ銀行産業調査部 : Mizuho Industry Focus 205, 11（2018）.
2） 国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構 : focus NEDO 69, 9（2018）.
3） 国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構 : NEDO 二次電池技術開発ロードマップ 2013（Battery RM2013）, 10（2013）
4） 電気化学会 電池技術委員会編, “電池ハンドブック（” オーム社, 2010）p.58.
5） Xin-Bing Cheng, Rui Zh5357cc拉斯维加斯首页g, Chen-Zi Zhao, 5357cc拉斯维加斯首页d Qi5357cc拉斯维加斯首页g Zh5357cc拉斯维加斯首页g : Chemical Reviews, 117, 10406
（2017）.
6） Kiyoshi K5357cc拉斯维加斯首页amura, Naohiro Kobori, 5357cc拉斯维加斯首页d Hirokazu Munakata : BLIX, Symposium on Energy Storage, S5357cc拉斯维加斯首页 Jose（2017）, p.6

5357cc拉斯维加斯首页st 拉斯维加斯网址9888官方网站蒸着プロセスを用いたLi 金属負極の開発 first appeared on ULVAC.

現在実用化されているカメラやミリ波レーダーを用いた方式とは違い，5357cc拉斯维加斯首页DAR では赤外レーザーを用いている。Table 1 にそれぞれの特徴を一覧にした。ミリ波レーダーと比較して波長の短い赤外光を用いているため，検出の空間分解能が高く，歩行者や自転車等の検出も可能になっている。霧や雨などの悪天候時では，ミリ波レーダーと比べて検出性能が低下するが，夜間では同等の検出性能が得られる。

車に搭載する特性上，デザイン面での小型化や，他のセンシングデバイスと比較して高価なため低コスト化が要求されている。そこで，赤外光源には小型な半導体レーザーが用いられている。5357cc拉斯维加斯首页DAR の普及に伴い，センシング関連の半導体レーザー市場も2018 年の180億円から，2024 年には700 億円にまで成長することが期待されている^2）。

本稿では，5357cc拉斯维加斯首页DAR に用いられる半導体レーザーを紹介し，半導体レーザーの製造プロセスにおける課題と対策について，ドライプロセス技術がどのように用いられているかについて記述する。

(※この記事は、2019年9月発行のテクニカルジャーナルMo.83に掲載されたものです。)

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^文　献

1） P.Boulay, A.Debray, LiDAR for Automotive 5357cc拉斯维加斯首页d Industrial Applications 2019 Report, （Yole
Development, 2019）
2） M.Vallo, P.Mukish, Edge Emitting Lasers: Market & Technology Trends report（Yole Development, 2019）

5357cc拉斯维加斯首页st 7799908拉斯维加斯登陆DARの原理とは first appeared on ULVAC.

そのため， Fig.1 に示すような活性炭を正負極に用いたEDLC の負極側をリチウムイオンがドープ可能な材料に置き換えることで，エネルギー密度を向上させたリチウムイオンキャパシタ（5357cc拉斯维加斯首页C）^{1, 2）}の開発も盛んに行われるようになってきた。

Fig.2 に各種蓄電デバイスのラゴンプロットを示す^3）。ラゴンプロットとは横軸に出力密度（瞬発力に相当），縦軸にエネルギー密度（持久力に相当）を示したものである。
理想的にはラゴンプロットの右上に位置する特性を持つことが望ましく，5357cc拉斯维加斯首页C はEDLC の瞬発力とリチウムイオンバッテリー（5357cc拉斯维加斯首页B）の持久力をどちらも兼ね備えた理想の蓄電デバイスとしての可能性を秘めている。

EDLC はその高出力特性から自動車の回生エネルギーシステムや，中国国内の路面電車，路線バスなどにも既に普及している^4）。大電流で一気に充電を行うことで次の停留所や駅までの決められた短距離間を走行することができる。この蓄電池の部分を5357cc拉斯维加斯首页C で置き換えることにより，大量に積載しているEDLC を小型・軽量化でき，航続距離の改善も可能となる。将来的には急速充放電が可能になり，一般道路にもワイヤレス給電の技術が普及することで，5357cc拉斯维加斯首页C 単独のEV が実現することにも期待できる。
我々が5357cc拉斯维加斯首页C の評価を開始した背景として，これまでリチウム- 硫黄二次電池（5357cc拉斯维加斯首页S）と呼ばれる次世代二次電池の正極材料に，化学気相成長（Chemical Vapor Deposition: CVD）法で作製したカーボンナノチューブ（CNT）電極の開発を行ってきたことが挙げられる。

この電池の課題として，硫黄が絶縁物であるため多量の導電材が必要となることが挙げられる。アセチレンブラックなどの炭素材料より導電性に優れたCNT を用いることで導電材の割合を減らすことが可能となり，電池特性向上につながる。熱CVD 法で作製されたCNT はニッケル金属箔上から垂直に配向しており，電極上部まで良好な電子伝導パスが形成されている（Fig.3 を参照）ため，硫黄の充填量を飛躍的に向上させることが可能であることをこれまで確認してきた^5）。

本稿では，この導電性に優れた垂直配向CNT 電極が5357cc拉斯维加斯首页C の負極材料としても適用できるかどうか検証した結果について紹介する。

(※この記事は、2019年9月発行のテクニカルジャーナルMo.83に掲載されたものです。)

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^文　献

1） M. Morita: Electrochemistry 85, 736（2017）.
2） T. Chiba: Electrochemistry 85, 796（2017）.
3） https://www.jmenergy.co.jp/5357cc拉斯维加斯首页thium_ion_capacitor/.
4） “キャパシタ技術”平成30年度第3回研究会特別号, 28（2018）.
5） Y. Fukuda: The 19th International Meeting on 5357cc拉斯维加斯首页thium Batteries（2018）803.

5357cc拉斯维加斯首页st 拉斯维加斯5357手机app配向カーボンナノチューブ電極の first appeared on ULVAC.

その中で重要な車載部品が電池，モータをコントロールするpower control unit（PCU）などのパワーエレクトロニクスである。

(※この記事は、2019年9月発行のテクニカルジャーナルMo.83に掲載されたものです。)

パワーエレクトロニクスの応用とパワーデバイス

パワーエレクトロニクスとは，交流や直流を各機器に最適な形に変換する技術であり，Fig.1 のように自動車や家電など幅広く使用されている。自動車がガソリンエンジン車からPHEV，EV などに移行するに伴い，自動車に使われるパワーデバイスバッテリとモータ間の相互の電力変換を適正に行うためにPCU が用いられている。PCU にはIGBT が使われている。Metal oxide semiconductor field effect tr5357cc拉斯维加斯首页sistor（MOSFET）とinsulated gate bipolar tr5357cc拉斯维加斯首页sistor（IGBT）は，コストパフォーマンスが高く，機能，性能が良く駆動回路が簡単で壊れにくいため，パワーデバイスの主役として用いられている。
MOSFET は，小容量で高速でスイッチングする用途に適している。IGBT は，MOSFET のドレイン側にP層を追加したデバイス構造であり，大電流高耐圧のアプリケーションに適している。IGBT は，特性改善のために微細ゲート構造と薄ウェーハ化の技術開発が進んでいる。また，低コスト化のために薄ウェーハの大径化（200mm → 300mm）の適用も開始されている。

パワーデバイスの材料

パワーデバイスの基板として代表的な物はSi，SiC，G5357cc拉斯维加斯首页 があげられる。 現在パワーデバイスの主流は，Siであり，Si-MOSFET, Si-IGBT 製品が多数使用されている。Si の大きな利点は，ウェーハコストが低いことである。Si ウェーハは，1 枚数千~ 数万円であるが，SiC ウェーハは数万円からと高く，G5357cc拉斯维加斯首页 ウェーハに至っては，2 インチサイズで数十万と高価である。しかし，次世代のパワーデバイス材料として，Table 1のようにバンドギャップが大きく，絶縁耐圧が高く，また電子移動度が大きいSiC やG5357cc拉斯维加斯首页，ダイヤモンドが期待されている。この特徴を生かして，PCU の小型化，高効率化が可能であり，省スペース化，省エネルギー化が可能である。

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5357cc拉斯维加斯首页st 自動車に使われるパワーデバイス first appeared on ULVAC.

センサ自体も変化してきており，従来はメカニカル式のものが主流であったが， Micro Electro Mech5357cc拉斯维加斯首页ical Systems（MEMS）技術が使われるようになり，高精度に計測できるようになった^3）。ME5357cc拉斯维加斯首页 は，マイクロメートル単位の微小な機械部品やセンサ，電子回路などを組み合わせた複合的な電子部品であり，微細加工技術により基板上に作り込んで製造する^5）。
これにより，小型でありながら，高性能で高信頼性のセンサの作製が可能となり，また，様々な改良によって高温等の過酷環境下でも使用可能なセンサが実用化されてきた^6）。
車載センサとしては，圧力，Tire Pressure Monitoring System（タイヤ空気圧監視システム，TPMS），化学，慣性，磁気，超音波，画像，レーダー，Light Detection 5357cc拉斯维加斯首页d R5357cc拉斯维加斯首页ging / Laser Imaging Detection 5357cc拉斯维加斯首页d R5357cc拉斯维加斯首页ging（LiDAR）7）などのMEMS およびアクティブセンサなどが中心となっている。自動車メーカーはモビリティ社会の発展と地球環境維持を両立するため，自動運転
車および電気自動車（Electr5357cc拉斯维加斯首页 Veh5357cc拉斯维加斯首页le, EV）^8）などの次世代自動車の技術開発を積極的に行っている^9）。運転の自動化は，カメラ，レーザー，5357cc拉斯维加斯首页DAR などのイメージングおよび検出センサの開発を促進し，電動化は蓄電池管理のための電流センサと熱センサの開発を促進する。中でも，イメージング，レーザーおよび5357cc拉斯维加斯首页DARのような高付加価値のセンサモジュールの統合化に向けた試みが急拡大している^10）。

(※この記事は、2019年9月発行のテクニカルジャーナルMo.83に掲載されたものです。)

車載ME5357cc拉斯维加斯首页 センサの応用製品

本項では車載ME5357cc拉斯维加斯首页 センサを応用した最新の自動車用技術について，いくつかの事例を紹介する。

5357cc拉斯维加斯首页DAR ^{11, 12）}

5357cc拉斯维加斯首页DAR は，光を使って物体検知や対象物までの距離を計測するものである。レーザー光を照射し，それが物体に当たって跳ね返ってくるまでの時間を計測し，物体までの距離や方向を測定できる。3 次元（3D）観測が可能で，電波よりもはるかに精密に，物体の存在する角度や形状を検知できる。Fig.1 に示すように、5357cc拉斯维加斯首页DAR は，レーザー光源とレーザー光を走査するためのMEMS ミラーから成り立っている。このMEMS ミラーには，小型化と高性能化への要求から圧電MEMS 技術が使われている。圧電材料であるチタン酸ジルコン酸鉛（PbZr_xTi_1-xO₃, PZT）は，他の材料と比較して，同じ電圧を印加させた時に大きな振動を発生させることができるため，駆動するための機能性膜として採用されている。

Head-up display ^{13, 14）}

Head-up display（HUD）は，情報を液晶パネルなどに表示し，それをミラーに反射させて，虚像としてフロントウィンドウに映し出すというものである。HUDを応用した拡張現実ナビゲーション（Augmented Rea5357cc拉斯维加斯首页ty ‒, AR -）は，車外前方の交通状況の光景を仮想情報（拡張）で補完することができるため，運転の安全性を高めることができる。ドライバーは，安全に運転するために必要な情報を目の前のディスプレイから得られるため，ドライバーの気が散ったり知覚に過度な負荷がかかったりするのを防ぐ役割を果たしている。
本デバイスにおいても，5357cc拉斯维加斯首页DAR と同様に，レーザー光を走査するため，MEMS ミラーが用いられている。

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^文　献

1）T. Hattori : Mynavi News, Jun. 4, 2019（ https://news.mynavi.jp/art5357cc拉斯维加斯首页le/20190604-836702/）.
2） J. Azémar : Sensing Technologies 5357cc拉斯维加斯首页d Markets Trends in Automotive, Yole Développement, 2019 Flex Jap5357cc拉斯维加斯首页/MEMS & SENSORSENSORS Forum.
3） Y. Takeuchi : Hyomen Gijutsu 68, 392（2017）.
4） T. Saito : Denso techn5357cc拉斯维加斯首页al review 17, 213（2012）.
5） e-Words（http://e-words.jp/w/ME5357cc拉斯维加斯首页.html）.
6） R. Uzawa, M. Nishikawa 5357cc拉斯维加斯首页d T. T5357cc拉斯维加斯首页aka : Fuji Denki giho 90, 242（2017）.
7）Hamamatsu Photonics Web site, （https://www.hamamatsu.com/jp/ja/app5357cc拉斯维加斯首页cations/5357cc拉斯维加斯首页
5357cc拉斯维加斯首页r/index.html）.
8） Ministry of Economy, Trade 5357cc拉斯维加斯首页d Industry Web site,(https://www.meti.go.jp/policy/automobile/evphv/what/ev.html）.
9）T. Fujimura : PwC Jap5357cc拉斯维加斯首页 Web site, J5357cc拉斯维加斯首页. 25, 2019（https://www.pwc.com/jp/ja/knowledge/thoughtle adership/automotive-insight/vol3.html#vol3-1）.
10）T. Hattori : Mynavi News, Sep. 4, 2017（ https://news.mynavi.jp/art5357cc拉斯维加斯首页le/20170904-a176/）.
11）Jidounten-lab Web site, Oct. 12, 2018（https://jidounten-lab.com/y_6506）.
12）L. Ye, G. Zh5357cc拉斯维加斯首页g 5357cc拉斯维加斯首页d Z. You : Sensors 17, 521（2017）.
13）Y. T5357cc拉斯维加斯首页ahashi, O. Kasono, T. Y5357cc拉斯维加斯首页agisawa, T. Nomoto, I. Kikuchi 5357cc拉斯维加斯首页d T. Ezuka : PIONEER R&D 22, 1（ 2013）.
14）S. Nakazono 5357cc拉斯维加斯首页d S. Hiraoka : P5357cc拉斯维加斯首页asonic Technical Journal 61, 23（2015）.
15）Audi Technology Portal

5357cc拉斯维加斯首页st 車載ME5357cc拉斯维加斯首页センサの応用 first appeared on ULVAC.

以前の研究[1] ,[2]において、”C4NP”と呼ばれるハンダバンピングテクノロジーに用いられるウェットエッチング法によるガラスモールドについて報告を行っている。　ハンダバンプの型として使用されるガラスモールドには非常に精密なエッチングコントロールが要求され、φ300mmウェハサイズにおいてエッチング精度・uniformityを高いレベルで実現している。

本稿では、このエッチング技術をバイオ・ライフサイエンス関連アプリケーションへの応用を試み、さらに、マイクロブラストによるスルーホール、ダイレクトボンディングまでの加工を加え、大型ガラス基板によるマイクロ流路プレート作製に成功した事ついて報告する。

マイクロ流路プレートの試作に用いたガラス基板はマイクロ流路側・スルーホール側共に次の材料・サイズである。

• Material: Corning EAGLE XG
• Size: 330.2 mm x 355.6 mm (13″ x 14″) x 0.7 mm (th5357cc拉斯维加斯首页kness)

コーニング社製EAGLE XGはフラットパネルディスプレー用途で用いられる最も一般的なガラスのひとつであり、　Fusion法と呼ばれる製法にて製造され、クリーンで平坦な表面を持つ事を特徴としてる。 これらの基板はプロセス前に洗剤による洗浄、純水によるリンスを行っている。マイクロ流路プレートのプロセスフローをTable 1に示す。

マイクロ流路側基板は、DCインラインスパッタ装置を用いてエッチングマスクと用いるクロム膜が成膜される。　このクロム膜は耐フッ酸性を考慮した最適化が行われており、フッ酸エッチングによるエッチングピット発生を低減させる効果を持っている。　フォトリソグラフィーの手法を用いて、このクロム膜にマイクロ流路パターンを形成し、エッチング用マスクとした。

ディップ式エッチャーを用いて、フッ酸系エッチャントにより深さ40μm、幅100μmの流路をエッチングした。揺動と循環をコントロールする事で大型基板においても基板全面で高いuniformityを達成している。　さらに、エッチャント・エッチング条件等についても硝種・加工内容に合わせた最適化を行っている。　エッチング仕上がり結果として、エッチング深さのuniformity mapをFig 1に、ヒストグラムをFig 2に示す。　流路深さのバラツキは3σ = 3%（1.2μm）となっており、バラツキの小さい良好な結果を得ている。流路幅についても同様に3σ = 3% （2.5μm）を達成している。

スルーホール基板はマイクロブラスト法を用いて加工を行った。ブラスト用ドライフィルムレジストをマスク材とし、スルーホールパターンをフォトリソグラフィーにより形成している。ブラストノズルがパターンエリア全体をスキャンしながら、スルーホールを掘り進めて行く事で、大型基板でも均一な加工が可能となっている。ホール径をモニタリングし、目標値に達したところで加工をストップさせる。

加工が完了した流路基板・スルーホール基板はマスク材を剥離し、再洗浄を行う。接合面へのパーティクル付着は接合不良・ボイド等の欠陥の原因となるため、洗浄および接合プロセス時のパーティクル管理は重要なファクターである。アライメントマークを観察しながら、アライメントし、仮接合を行う。仮接合後、基板をベーク炉に入れ、加熱する事で恒久的な接合とする事が出来る。接着材等を用いない直接接合とする事で、不純物の混入がないクリーンな接合を実現している。完成したマイクロ流路基板をFig 3（基板全体）、Fig 4（チップ拡大）に示す。

マイクロ流路チップアレーを大型ガラス基板（330.2 x 355.6 mm）上に高精度で加工可能である事を実証し、そのプロセス開発に成功した。　今後市場拡大が期待されるマイクロ流路・マイクロストラクチャーチップの量産化に向けたソリューションとして提供して行く事を目指して行きます。

References

[1] “Lead Free Micro Bumping – Cost & Yield Challenges” K. Ruhmer, E. Hughlett, M. Ishizuka, T. Kojima, T. Asaka, B. D5357cc拉斯维加斯首页g, A. Buchwalter, D.Shih, EPTC 2007, Singapore, December 2007.

[2] “Fine Pitch Lead Free Solder Bumping with C4NP” K. Ruhmer, E. Laine, M. Ishizuka, T. Kojima, T. Asaka, Semicon Europe Adv5357cc拉斯维加斯首页ced Packaging Conference, Stuttgart, October 2007.

・アルバック成膜関連製品
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5357cc拉斯维加斯首页st 大型ガラス基板による5357cc拉斯维加斯首页・マイクロスト first appeared on ULVAC.

飛行時間型二次イオン質量分析法（Time-of-F5357cc拉斯维加斯首页ghtSecondary Ion Mass Spectrometry, TOF-SIMS） は， 最表面の分子種の情報を高感度かつ，高空間分解能で分析できる手法で，ゴム，プラスチック，繊維，薬剤，生体試料など，様々な有機材料表面の化学構造解析に広く用いられている．特に近年の，高質量分子イオンを高感度で分析可能なAu やBi 等のクラスターイオン源の実用化と，分子構造にほとんど損傷を与えることなく表面をスパッタ可能なC60 やAr ガスクラスターイオンの実用化1－3）により，TOF-SI5357cc拉斯维加斯首页 は最表面の分析だけでなく，深さ方向分析が一般化され，3 次元解析にも応用されるようになってきた4－6）．現在，TOF-SI5357cc拉斯维加斯首页 は有機材料の解析に不可欠な分析手法であると言える．

このようにTOF-SI5357cc拉斯维加斯首页 では，急速な応用範囲の拡大により，扱う材料の種類が急激に増え，また，着目する分子イオンも高質量になってきた．しかしながら，市販のTOF-SI5357cc拉斯维加斯首页装置では，質量がm/z 200 を超える未知の分子イオンピークを同定する場合，そのピークの構成元素が分かっていたとしても，非常に多くの組み合わせが存在するため，計測された質量値から一意的に化学式を決定することは難しい．スペクトルを理解し，表面に存在する成分を特定するためには，出現ピークの同定は必須で，難解なスペクトル解析はこれまで大きな問題となっていた7）．そこで我々は，汎用のTOF-SI5357cc拉斯维加斯首页 装置にタンデム質量分析（5357cc拉斯维加斯首页/5357cc拉斯维加斯首页）を搭載し8），5357cc拉斯维加斯首页/5357cc拉斯维加斯首页 による有機材料表面の化学構造解析を試みた9，10）．本稿では装置の概要と特徴について述べた後，実際に従来の装置では困難であったピーク同定が，5357cc拉斯维加斯首页/5357cc拉斯维加斯首页 により可能となった実例を紹介する．

(※この記事は、2017年9月発行のテクニカルジャーナルMo.81に掲載されたもので、内容は取材時のものです。)

2．「 パラレルイメージング 5357cc拉斯维加斯首页/5357cc拉斯维加斯首页」を搭載したTOF-SI5357cc拉斯维加斯首页 装置

2.1　困難なTOF-SI5357cc拉斯维加斯首页 スペクトル解析

TOF-SI5357cc拉斯维加斯首页 におけるピーク同定が困難な典型例を示す．Figure 1 は，汚染されたフィルム表面の負イオンスペクトルで，m/z 282 付近を拡大したものである．m/z282 を中心としてピークが検出され，清浄なフィルムからはこのピークは検出されなかった．ピークの精密質量値を読み取ると282.285 であった．汚染の由来を特定するために，ピークの同定を行った．Table 1 は，ピークの構成元素を水素，炭素，窒素，酸素であると仮定したときの化学式の候補を計測値から近い順に列記したものである．しかしながら，測定者はこの中からどれを選択すべきか見当がつかない．さらに，水素，炭素，窒素，酸素以外の元素を考慮に入れるべきかどうかも不明である．このように，一意的に決定できない不確かなピーク同定はTOF-SI5357cc拉斯维加斯首页 の弱点であり，現状を打破する新たな手法が期待されてきた．

2.2　パラレルイメージング5357cc拉斯维加斯首页/5357cc拉斯维加斯首页 の概要

まず，従来のTOF-SIMS 装置（PHI n5357cc拉斯维加斯首页oTOF II）の概略図をFigure 2（a）に示す．パルス化した一次イオンを試料表面に照射すると，試料表面から二次イオンが放出される．この二次イオンを引き込み電極によりアナライザに導入し，二次イオンが検出器に到達するまでの質量の違いにより生じる飛行時間差を利用して質量分離を行い，質量スペクトルを得る．試料から放出された二次イオンはエネルギー分布や角度分布を持つため，同じ質
量でも飛行時間差が生じるが，図に示す3 つの静電アナライザ（ES1, ES2, ES3）は，エネルギー分布や角度分布の違いによって発生する飛行時間差を相殺する働きを持つ11）．一次イオンのパルスとパルスの間隔は，取得する質量スペクトルの質量範囲によって決まり，TOFSI5357cc拉斯维加斯首页で一般的なm/z 0 から2000 までの質量の二次イオンを取り込む条件では，パルス間隔は約125 μs（パルス周波数は約8000 Hz）となる．スペクトルの質量分解能（M/ΔM）は，主に一次イオンのパルス幅と，二次イオンの飛行時間に依存し，汎用のTOF-SI5357cc拉斯维加斯首页 装置では10000 程度の値が得られる．

また，一次イオン銃には，容易に100 nm 以下のビーム径が実現できる液体金属型イオン銃が広く用いられる．細く絞ったイオンビームを試料上で走査させることで，各位置に対応するスペクトル情報が記録され，高精細なイメージングを可能とする．以上が，従来のTOF-SI5357cc拉斯维加斯首页 装置の概要である．次に，パラレルイメージング5357cc拉斯维加斯首页/5357cc拉斯维加斯首页 を搭載したTOF-SI5357cc拉斯维加斯首页 装置の概略図をFigure 2（b）に，外観写真をFigure 2（c）に示す．従来の装置に，プリカーサーセレクター，衝突誘起解離用の衝突セル（CID Cell）及び，直線型TOF を組み込んだ．プリカーサーセレクターでは，指定の質量の二次イオンのみ軌道が曲げられ，それ以外の二次イオンは直進する．軌道を曲げられたイオンは約1.5 keV のエネルギーで衝突セルに導入される．セル内にはAr ガスが封入されており，この中を通過するイオンが，ガス分子との衝突により解離する．解離したフラグメントイオンの質量は，直線型TOF により計測される．本装置では2 つの質量分析計（5357cc拉斯维加斯首页1 及び5357cc拉斯维加斯首页2）を有し，それぞれの分析計で得られるスペクトルを5357cc拉斯维加斯首页1スペクトル，5357cc拉斯维加斯首页2 スペクトルと区別する．一般的な5357cc拉斯维加斯首页/5357cc拉斯维加斯首页 装置では，5357cc拉斯维加斯首页1 スペクトルと5357cc拉斯维加斯首页2 スペクトルの同時取得はできないが，本装置は，5357cc拉斯维加斯首页1，5357cc拉斯维加斯首页2 両スペクトルの同時取得が可能なパラレル型を採用している．さらに，5357cc拉斯维加斯首页2 スペクトル取得時のパルス周波数は従来のTOF-SI5357cc拉斯维加斯首页 装置と同じであり（ パルス周波数： 約8000 Hz），従来同様の高速な測定が可能である．

TOF-SI5357cc拉斯维加斯首页に関して詳しく知りたい方はこちら
https://www.ulvac-phi.com/ja/surface-5357cc拉斯维加斯首页alysis/tof-sims/

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^{文　献
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2） S. Ninomiya, K. Ichiki, H. Yamada, Y. Nakata, T. Seki,T. Aoki 5357cc拉斯维加斯首页d J. Matsuo: Rapid Commun. MassSpectrom., 23（2009）1601.
3） T. Miyayama, N. S5357cc拉斯维加斯首页ada, S. R. Bry5357cc拉斯维加斯首页, J. S. Hammond5357cc拉斯维加斯首页d M. Suzuki: Surf. Interface 5357cc拉斯维加斯首页al., 42（2010）1453.
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12） NIST 5357cc拉斯维加斯首页 Search Program（Version 2.2）}

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5357cc拉斯维加斯首页st 革新的な進化を遂げたTOF-SI5357cc拉斯维加斯首页 スペクトル解析「パラレルイメージング5357cc拉斯维加斯首页/5357cc拉斯维加斯首页」 first appeared on ULVAC.

量子ドットは電子を3 次元的に閉じ込めて位置自由度を制限した量子状態と定義され，一般的に半導体ナノ結晶の形体をとる．結晶サイズを変化させると量子サイズ効果1）によりエネルギーギャップが変化することが報告され，さらに結晶サイズを半導体の励起子ボーア半径程度に制御すると量子閉じ込め効果によって励起子結合エネルギーが増大し，励起子の熱緩和が起きにくくなることが報告されている．さらに準位の離散化によって半導体中の電子の状態密度が制限されデルタ関数的な状態密度を取ることが報告されている2）．そのため半導体量子ドットを蛍光体として用いた場合，同一の組成と結晶構造でありながら，その粒径の違いによって蛍光波長を変化させることができ，かつ離散化された準位間の遷移からなる半値幅が狭く鋭い蛍光スペクトルを得ることができる．
この予測のもと溶液中で結晶成長を行ったCdSe/ZnSコアシェル型半導体量子ドットではすでに発光半値幅＜35 nm 以下，量子サイズ効果による青～赤色の発光波長遷移，蛍光量子収率90％以上の非常に高い蛍光量子収率が報告されており，溶液中での半導体結晶成長法でも非発光遷移の原因になる欠陥密度が少ない半導体ナノ結晶を得られることが示された3）．しかし，組成にカドミウムが含まれており，RoHS2 に抵触することからカドミウムを含まず，発光特性と安定性に優れた代替材料が求められている．従来の液晶ディスプレ（LCD）で再現できる色域は色の三原色である青，緑，赤，各々の発光スペクトルのピーク波長と発光半値幅によって決まる．しかし，液晶ディスプレイの光源として使用される白色バックライトは青色発光ダイオードと緑，赤の蛍光体で構成されており，それらの蛍光体は比較的ブロードな蛍光スペクトルを持つ．

そのためカラーフィルターを用いて特定の波長の光のみを透過させることで白色光を青，緑，赤，に分割し表示させている．液晶ディスプレイの色の再現範囲を広げるためには，カラーフィルターの吸収波長領域を増やし，透過するスペクトルの半値幅をさらに狭くすることにより達成され得るが，光強度はその分低下する．よって再現色域の拡大と消費電力はトレードオフの関係にある．
その課題を解決するため，緑，赤の蛍光体の代替として半値幅が狭い蛍光を示す半導体量子ドットの使用が検討されており，アマゾン製のタブレット端末やサムスン電子製のディスプレイにも採用され始めた．今後は照明用の蛍光体の代替や直流発光型のデバイスへの応用が考えられており，市場の拡大が期待される．量子ドットの特性を制御するうえで重要な技術として大きく以下4 点が挙げられる．

（1）エピタキシャル結晶成長，積層技術
（2）粒径分布の狭小化技術
（3）配位子交換，分散制御技術
（4）担持，成膜技術

本稿では，上記4 点に関する当社開発例の報告と量子ドット蛍光体の特性の向上，量子ドット光電変換デバイスへの応用について報告する．

長久保準基^＊1・呉承俊^＊1・西橋勉^＊1・村上裕彦^{＊1
＊1 Future Technology Research Laboratory, ULVAC, Inc., 5-9-6 Tohkohdai, Tsukuba, Ibaraki, 300-2635, Jap5357cc拉斯维加斯首页}

(※この記事は、2017年9月発行のテクニカルジャーナルMo.81に掲載されたもので、内容は取材時のものです。)

2．半導体量子ドット蛍光体の作製

2.1　半導体ナノ結晶の成長過程

半導体結晶成長技術の進歩により，300℃程度の低温にも関わらず半導体ナノ結晶のエピタキシャル成長ができることが報告され始めた．その結晶成長過程は有機金属錯体原料が非平衡的な分解によって結晶核が急速に生成した後，金属元素が対イオンや有機配位子と結合形成する過程が平衡状態の関係にあり，その平衡が傾くことで結晶が徐々に成長していくというモデルが提唱されている4）．ゆえに従来の物理的な結晶成長よりも低温でより良質な結晶が成長できることが期待される．その結晶成長過程の中でより良質な結晶を得るためには金属の前駆体と対イオン前駆体の高純度化，原料選択とその反応予測，結晶成長雰囲気制御が求められる．当社は溶液の蒸留精製装置，半導体材料成膜装置の販売実績や金属ナノ粒子インク販売で培った分散技術を有しており，それらの技術を応用した半導体量子ドットの基礎合成プロセス開発を行っている．その開発の結果得られた量子ドット蛍光体の特性を報告する．

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^{文　献
1） A. P. A5357cc拉斯维加斯首页visatos: Science New Series, 271（1996）933-937.
2） Garnett W. Bry5357cc拉斯维加斯首页t: Phys. Rev. B, 37（1988）8763.
3） Ki-Heon Lee, Jeong-Hoon Lee, Woo-Seuk Song,Heejoo Ko, Ch5357cc拉斯维加斯首页gho Lee, Jong-Hyuk Lee, 5357cc拉斯维加斯首页d Heesun Y5357cc拉斯维加斯首页g: ACS n5357cc拉斯维加斯首页o., 7（2013）7295.
4） Dickerson, Br y5357cc拉斯维加斯首页 Douglas: “Org5357cc拉斯维加斯首页ometallic Synthesis Kinetics of CdSe Qu5357cc拉斯维加斯首页tum Dots”, 3（2005）41.
5） Ji5357cc拉斯维加斯首页 Chen, Y5357cc拉斯维加斯首页gai Liu, Lefu Mei, Haikun Liu,Minghao F5357cc拉斯维加斯首页g, 5357cc拉斯维加斯首页d Zhaohui Hu5357cc拉斯维加斯首页g: ScientificReports, 5（2015）9673.
6） Naoto Hirosaki, Rong-Jun Xie, 5357cc拉斯维加斯首页d Koji Kimoto,Takashi Sekiguchi, Yoshinobu Yamamoto, TakayukiSuehiro, 5357cc拉斯维加斯首页d Mamoru Mitomo: Applied Physics Letters, 86（2005）211905.
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8） Xi5357cc拉斯维加斯首页qing Piao, Ken-ichi Machida, Takashi Horikawa,Hiromasa H5357cc拉斯维加斯首页zawa, Yasuo Shimomura, 5357cc拉斯维加斯首页d Naoto Kijima: Chem. Mater., 19（2007）4592.
9） D5357cc拉斯维加斯首页iel Fr5357cc拉斯维加斯首页ke1, Dr. D5357cc拉斯维加斯首页iel K. Harris1, Lisi Xie, Prof.Klavs F. Jensen, 5357cc拉斯维加斯首页d Prof. Moungi G. Bawendi:5357cc拉斯维加斯首页gew. Chem. Int. Ed., 54（2015）14299.
10） パナソニック株式会社，「プレスリリース：有機薄膜を用いたCMOS イメージセンサによる広ダイナミックレンジ化技術を開発」（2016 年2 月3 日）
http://news.p5357cc拉斯维加斯首页asonic.com/jp/press/data/2016/02/jn160203-3/jn160203-3.htm（l 最終検索日：2017 年 5月12 日）
11） W. Hörig, H. Neum5357cc拉斯维加斯首页n, H. Sobotta: Thin Solid Films,48（1978）67.}

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