エアロゾルデポジッション法によるアルミナ膜の形成と評価

摘要

近年、大幅なプロセス温度の低減が期待でき1～数十mm厚さの領域のセラミックス膜作製に有望であるエアロゾルデポジッション(AD)法が提案された。一般にセラミックス材料はバインダー（結合剤）や焼結助剤を用いて1000℃以上で焼き固める手法（焼結）で作製されるが，大きな焼き縮みが生じるため金属やガラス，プラスチックとの複合化，集積化が困難である。また、焼結法は数百μm以上の厚みを持つバルク体の作製には適しているが、薄膜化には適さない。一方、スパッタ法では1μm前後までの薄膜作製には高い精度で膜厚制御が可能であるが、堆積速度が小さいために厚膜の作製には適さない。これら薄膜·バルクの中間に位置する数μmから数百μmの厚さをもつ電子セラミックス材料は従来の技術では良質なものを速い速度で堆積すること困難であった．AD法は常温または低温で電子セラミックス材料薄膜が堆積可能であり、半導体素子やプラスチックなど高熱処理が困難な基板への薄膜形成にとって極めて有効であり、今後のナノテクノロジー·電子セラミックス材料分野で重要な手法の一つとなるであろう。AD法は粒径0.08～5μmのセラミックス微粒子をガスと攪拌·混合してエアロゾル化し、加速した微粒子を基板に衝突させることでセラミックスを基板に堆積させる手法である。この技術の特徴は、低コストであることと共に、高速に厚膜を堆積できること、また、高温の熱処理を伴わずに焼結したセラミックス膜と機械的·電気的に同程度の特性を示すセラミックス膜が堆積できることにある。