膜 | イプロスものづくり

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マイクロ粒子のシート化技術

PR【技術の実用化に向けて協力企業を募集中！】導電性フィルムや、全固体…

当社で開発した「マイクロ粒子のシート化技術」についてご紹介いたします。マイクロ粒子を熱プレスとUV硬化により、両端を露出させた状態で樹脂膜中に単層で埋め込む技術です。この技術により、マイクロ粒子の両端を複合膜の上下両面から露出させることができ、各種マイクロ粒子がもつ熱・電気・イオン伝導性などを損なわず、粒子本来の性能を発揮させられます。これは粒子を複合膜に埋没させない特許技...
メーカー・取り扱い企業：日榮新化株式会社
ダイヤモンドライクカーボン膜（DLC）コーティング加工

PR金属から樹脂まで幅広く対応。金型や摺動部品の耐摩耗性向上に。メッキの代…

『PEKURIS COAT』は、当社独自のプラズマイオン注入成膜装置を使用し、潤滑性に優れたDLC膜をワークに形成するコーティング加工です。イオン注入効果により、高密着成膜が容易で、ステンレス鋼や工具鋼、アルミ合金等にも成膜可能。また、低温での処理が可能で、融点の低い樹脂やゴム、アルミなどにも対応しております。 DLCコーティングでお困りの方は、ぜひお問い合わせください。...

メーカー・取り扱い企業：株式会社栗田製作所本社・京都事業部
【分析事例】Si自然酸化膜の膜厚評価

光電子の平均自由行程を用いた膜厚の見積もり

シリコンウエハ上の自然酸化膜・シリコン酸窒化薄膜など厚さ数nm以下の極薄膜について、XPS分析によって膜厚を算出した事例をご紹介します。Siウエハ最表面のSi2pスペクトルを測定し、得られたスペクトルの波形解析を行うことにより...

メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
TEM_SEMによる有機EL_OLED_ゲート酸化膜の断面観察

低加速STEM観察により、低密度な膜でもコントラストがつきます

密度が低い膜について、高加速電圧(数百kV)では電子線の透過能が高いためにコントラストをつけることは困難ですが、低加速電圧のSEM-STEM1)像では、わずかな密度の違いを反映し、組成コントラストをはっきりつけ...

メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
【分析事例】有機EL素子積層膜の膜密度・膜厚測定

X線反射率測定（XRR）で膜厚・密度の分析が非破壊で可能です

有機ELディスプレイは自発光原理による高輝度、高精細カラー、薄型化等の利点を活かし、実用化が進みつつあります。有機ELデバイスは有機膜を積層させて作製しますが、有機膜積層状態での有機膜分析を行うことは困難でした。今回、XRR法を用いることによって、積層状態のまま、有機膜の膜厚測定および密度測定を行うことが可能となりました。結晶...

メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
【分析事例】銅(Cu)表面自然酸化膜の層構造・膜厚評価

TOF-SIMSによる深さ方向の状態評価

大気下におかれた金属銅（Cu）の表面は自然酸化膜で覆われており、このような銅表面は大別して「Cu」「Cu2O」「CuO」「Cu(OH)2 」の状態にわけられることが知られています。市販の標準品である「Cu2O」「CuO」「Cu(OH)2 」粉...

メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
【分析事例】XRFによるウエハ上Au薄膜の面内膜厚評価

多点マッピング測定により膜厚分布を可視化

蛍光X線分析（XRF）では、元素分布や膜厚の簡便な評価が可能です。本事例では、金属薄膜の評価事例として、4inchのSiウエハ上のAuの膜厚分布について多点マッピング測定をした事例をご紹介します。多点マッピングを行うことで、各...

メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
【分析事例】有機膜材料の配向角評価

XAFS：X線吸収微細構造

配向性有機膜である自己組織化単分子膜（SAM膜）は表面の濡れ性や吸着性といった膜の機能・物性が配向性・配向角によって変化します。放射光を用いたXAFSでは、ピーク強度のX線入射角依存性を解析することで有機膜...

メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
【分析事例】分子動力学計算を用いたアモルファスSiNx膜構造解析

シミュレーションによってアモルファス膜のミクロな構造解析が可能です

アモルファスSiNx（a-SiNx）膜は、N/Si比などの組成変化によって半導体から絶縁体まで物性が大きく変化することから、トランジスタ用ゲート絶縁膜など幅広い用途で用いられています。一方、結晶性のないアモルファス構造の材料に対し、原子...

メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
【分析事例】IGZO 薄膜の結晶性・膜密度評価

酸化物半導体のXRD・XRR分析事例

透明酸化物半導体であるIGZO薄膜はディスプレイ用TFT材料として研究開発が進んでいます。 IGZOは膜の組成・酸素欠損の有無・結晶性で大きく特性が変化する材料でもあり、膜質との相関を考慮することが重要です。加熱温度の異なる3種類...

メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
【分析事例】注射針表面のコーティング膜評価

撥水膜・塗膜・皮膜の分布状態や被覆状態の可視化

医療用注射針は金属管の表面にシリコーンをコーティングすることで、穿刺抵抗を低下させ患者の身体的負担を低減させています。針の性能を保つためには、全体がコーティング膜に覆われていることが重要です。注射針先端の開口部分についてTOF-SIMSでイメージング分析を行い、コーティング膜が被膜されているか評価を行った事例を紹介します。TOF-SIMSは最表面の情報を検出...

メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
【分析事例】ホール側壁ONO膜の構造観察

FIB法による特定箇所の平面TEM観察

ナノオーダーでの加工が可能なFIB技術を用いることにより、特定箇所の平面TEM観察が可能です。これにより、断面からの観察では構造の確認が困難なホール側壁のキャパシタ絶縁膜のONO三層構造（シリコン酸化膜／シリコン窒化膜/シリコン酸化膜）が確認できます。...

メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
【分析事例】シームレスカプセルの三次元構造観察および膜厚解析

X線CTによりシームレスカプセルの評価・解析が可能

スカプセルとは、球形の継ぎ目のないカプセルで、内部に粉末や液体を内包することができ、医薬品などに利用されています。本事例では、X線CTにてシームレスカプセルの3D構造を評価しました。その結果、皮膜内部に異物が確認されました。また、皮膜の膜厚分布を3Dイメージおよびヒストグラム化しました。このようにX線CTを用いることで、内部構造の確認、異物の調査、膜厚分布等を非破壊で評価可能です。測定法...
メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
【分析事例】XPSによるプラスチック容器ガスバリア膜の評価

有機膜の定性・各元素の結合状態の分離および定量化

ラスチック容器では、軽量で割れないなどの特長を持つ一方で、缶やビンよりもガスバリア性が低い点が課題とされてきました。近年では酸素の侵入や炭酸の損失による品質の劣化を防ぐため、PETボトルにガスバリア膜をコーティングする技術が開発され、広く利用されています。本資料では、市販のPETボトルの測定から、ガスバリア膜の組成及び化学結合状態評価を行った事例を紹介します。...

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【分析事例】TDSによるレジスト膜の脱ガス評価

TDSにより有機膜からの脱ガス成分評価、温度依存性評価が可能です

-7 Pa）で試料を昇温し、試料から脱離するガスを質量分析計を用いて調査する手法です。真空装置であるため有機物の多量の脱離を嫌いますが、試料量を調整することによりTDSで評価が可能です。レジスト膜についてTDS分析を実施した例を以下に示します。有機物、水、H2S、SO2などレジスト膜起因の脱ガスが検出されました。また成分により、脱離の温度が異なることが分かりました。...

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【分析事例】DLC膜のsp2/(sp2+sp3)比高精度定量化

XAFSによる高精度解析

コーティング材料として幅広い分野で用いられているDLC（ダイヤモンドライクカーボン）膜はミクロな視点から見ると、ダイヤモンド構造に対応するsp3混成軌道有する炭素元素と、グラファイト構造に対応するsp2混成軌道を有する炭素元素が混ざり合って構成されています。 DLC膜の特性を決める...

メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
【分析事例】SiC基板のゲート酸化膜評価

膜厚・密度・結合状態を評価

SiCパワーデバイスは、電力損失を抑え、小型で大電力を扱える電力変換素子として期待されています。デバイスの特性を向上させるために必要なゲート酸化膜の膜厚、密度をXRR（X線反射率法）および結合状態をXPS（X線光電子分光法）で評価した事例をご紹介します。...

メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
【分析事例】ステンレス不動態皮膜の深さ方向状態評価と酸化膜厚評価

TOF-SIMSで無機物の分子情報を深さ方向に捉えることが可能

ステンレス(SUS)は耐食性に優れ、様々な工業製品・部品として使用されています。腐食に強い材料ですが、経年劣化や加工処理によって表面不動態皮膜の組成に変化が生じると不具合の原因につながります。今回、TOF-SIMSを用いてステンレス表面の金属酸化膜の状態について分析した事例をご紹介します。TOF-SIMSでは酸化物状態として分子情報を高感...

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【分析事例】XAFSによるシリコン酸化膜評価

シリコン周囲の局所構造解析、中間酸化物の定量、バルク・界面の評価

シリコン酸化膜はMOSデバイスやリチウムイオン二次電池の負極材料として広く利用されていますが、中間酸化物の有無や界面での結合状態がデバイス特性に大きな影響を与えることが知られています。放射光を用いたXAFS測...

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【分析事例】HfZrOx膜の結晶構造同定・含有割合の算出

XRD・XAFSによる複合解析で、より詳細な評価が可能

high-k材料や強誘電体として注目されているHfZrOx膜は、結晶構造によって誘電率等の物理的性質が大きく変化することから、結晶構造の同定・各結晶構造の含有割合の算出が重要な評価項目です。通常XRDやXAFSによって評価可能ですが、一方の手法だけでは詳...

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【分析事例】TDSによるSiN膜の昇温脱離ガス分析

薄膜の表面吸着ガス、膜中からの脱離ガスを評価可能

Si基板上SiN膜に関するTDS分析結果を示します。 100℃近傍までの低温域では脱ガスが少なく、試料の表面に吸着成分が少なかったことが分かります。一方、試料の温度が上昇するに従い、m/z 2（H2）、m/z ...

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【分析事例】表面酸化膜のある異物の状態評価

水酸化アルミニウムAl(OH)3と酸化アルミニウムAl2O3の評価が可…

金属の異物を定性評価したい場合、最表面のみを分析すると異物表面に存在する酸化膜の情報となってしまうため、異物そのものの情報が得られないことがあります。 TOF-SIMSにより深さ方向に分析を行うことで、酸化膜より深い位置にある異物そのものの組成・状態評価が可能です。本資...

メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
【分析事例】有機多層膜のラマン3Dマッピング

表面からの測定で、深さ方向の成分分布を確認可能です

ラマン分析では、表面からの測定で深さ方向の成分分布が確認できます。光を透過し易い物質に有効で、断面加工やイオンスパッタエッチングを併用せず非破壊での評価が可能です。本資料では、有機多層膜の各層について、ラマン3Dマッピングで評価した例を示します。結果より、有機多層膜は四層で構成されていることが分かりました。また、ライブラリデータとの照合により、各層の成分が同定できました。...

メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
【分析事例】XPSによるSiC表面の状態・膜厚評価

詳細な状態評価と併せ、膜厚計算が可能

XPSでは試料表面の化学結合状態を評価することができ、波形解析により更に詳細な評価をすることが可能です。加えて、波形解析結果に仮定パラメータを用いることで、表面酸化膜等の膜厚を算出することも可能です。本資料では、SiC表面の組成・状態評価を行うとともに、取得したピーク強度から酸化膜厚を算出した事例をご紹介します。...

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【分析事例】有機薄膜太陽電池の断面観察

低加速電圧のSTEMを用いると有機膜のわずかな密度の違いが観えます

p型・n型材料の混合膜を使用するバルクへテロ接合型太陽電池では、高効率化のために膜内の材料の混合状態を適切に制御する必要があります。密度が低い膜（有機膜など）においては、TEM専用機を用いた高加速電圧(数百kV)では電子...
メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
【分析事例】薄いカーボン膜の深さ方向分析

ダイヤモンドライクカーボン(DLC)やグラフェンの深さ方向分析が可能

。その結果、表面に形成されるダイヤモンドライクカーボン(DLC)層は2層構造となっており、表面側では窒素が含まれるC層、奥側でCのみの層となっていることが分かりました。この方法を応用して、グラフェン膜の深さ方向分析も可能です。測定法：TOF-SIMS 製品分野：電子部品・製造装置・部品分析目的：組成評価・同定・組成分布評価詳しくは資料をダウンロード、またはお問い合わせください。...

メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
【分析事例】フッ素系膜の分布状態評価および成分分析

微小領域の面分析による分布の均一性評価と有機物の同定・推定

違いで異なります。そこで、TOF-SIMSを用いて、フッ素系化合物の分布の観察を行いました。その結果、不均一に分布していることがわかりました。また、1μm角の領域で定性分析を行うことで、フッ素系膜はKrytoxであることがわかりました。測定法：TOF-SIMS 製品分野：電子部品・日用品分析目的：組成評価・同定・組成分布評価詳しくは資料をダウンロード、またはお問い合わせ...

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【分析事例】有機薄膜太陽電池電極界面および有機膜の分散状態評価

雰囲気の影響を最小限に抑えた総合的な評価解析が可能です

スは酸素や水に影響されやすい材料を使用したデバイスです。MSTでは雰囲気の影響を最小限に抑えたサンプル搬送・加工方法・測定環境を整え分析を行っており、より真に近い状態評価が可能です。XPS分析で有機膜と電極の界面の状態評価を評価しました。有機膜表面に存在するチタニアの組成、結合状態を確認できます。TOF-SIMS分析でバルク・へテロ構造有機薄膜太陽電池の有機膜中のP3HT (p型有機半導体)とP...

メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
【分析事例】CIGS膜のpn接合評価および結晶粒評価

SEMによる電子線誘起電流法・結晶方位解析

CIGS薄膜多結晶太陽電池は低コスト次世代太陽電池として期待されています。大面積化、高品質化のための開発が進められています。多結晶薄膜の特性を評価するため、EBICによるpn接合の評価・EBSD法による結晶粒評...
メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
【分析事例】ZnO膜の組成・不純物の三次元分布評価

イメージングSIMS分析により面内分布を可視化

デバイス作成の要素の一つである膜組成の均一性と不純物の分布状態をイメージングSIMS分析により評価しました。測定後のデータ処理により、平面イメージ（図1）・断面イメージ（図2）・任意箇所の深さ方向分布プロファイル（図3, 4）...

メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
【分析事例】酸化ガリウムGa2O3膜表面近傍の金属元素濃度評価

極浅い領域でも高感度に分析

ドギャップが広く、優れた物性を有することから、高効率・低コストが期待できるパワーデバイス材料として注目を集めています。ウエハの開発には、特性を左右する不純物濃度の制御が重要です。本資料ではGa2O3膜の表面近傍について、金属元素の定量分析を行った事例を示します。 TOF-SIMSでは極浅い領域でも高感度に評価が可能です。...

メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
【分析事例】はんだボール表面の酸化膜評価

球体形状試料の評価事例

可能なため、基板等の平坦試料だけではなく、球体形状や湾曲形状の試料でも、曲率の影響を受けにくく、平坦試料と同様に特定箇所を狙って測定することができます。以下は表面形状が異なる半田ボール表面の酸化膜厚を評価した事例です。...

メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
【分析事例】固体高分子燃料電池電解質膜の劣化調査

LC/MS・ICによる劣化溶出成分の評価

固体高分子形燃料電池(PEFC) は常温で高出力のため車載用、家庭用コージェネレーション、モバイル用として注目されています。今回は固体高分子電解質膜をフェントン試薬（過酸化水素水＋鉄イオン共存溶液）により模擬的に劣化させて溶液中の劣化分解物の調査を行いました。LC/MSにより劣化分解物の組成情報を、ICにより溶出イオンの情報を得ることができます...

メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
［XRR］X線反射率法

XRR：X-ray Reflectivity

、X線を試料表面に極浅い角度で入射させ、その反射強度を測定します。この測定で得られた反射X線強度プロファイルをシミュレーション結果と比較し、シミュレーションパラメータを最適化することによって、試料の膜厚・密度を決定する手法です。・膜厚の評価が可能（2～300nm 程度）・密度の評価が可能・表面粗さの評価が可能（Rms = 5nm 以下）・非破壊で分析が可能・約1...
メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
【分析事例】有機EL(OLED)発光層の解析

発光層のゲストの定量・膜厚評価が可能

ます。発光層では発光効率を高めるために、ホスト分子中にゲスト分子がドーピングされています。今回、有機EL表示素子において赤色画素の発光層材料の同定を行いました。また、新規に段差計を用いた発光層の膜厚評価や発光層中におけるゲスト材料の定量を行いました。発光層中のゲスト分子の定性・定量ならびに発光層の膜厚の評価が可能となりました。測定法：TOF-SIMS・TEM・XPS 製品分野：ディ...
メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
【分析事例】酸化・窒化薄膜のバンドギャップ評価

XAFSとXPSの複合解析によって高精度なバンドギャップ評価が可能

薄膜試料のバンドギャップはこれまでUV-Vis・PL・XPSなどの分析手法で測定されてきましたが、材料・膜厚・基板などの試料構造の制約から評価可能なケースが限られていました。今回、XAFSとXPSの...

メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
【分析事例】XPSによるGaN膜の組成・結合状態評価

目的に合わせた測定条件で評価を行います

LEDやパワーデバイスに用いられるGaN膜について、XPSを用いて組成・結合状態を評価した例を紹介します。成膜条件や表面処理等により、組成や結合状態がどのように変わるのかを把握しておくことは、プロセス管理等に有効です。評価の際は、目的に...

メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
【分析事例】IGZO膜の局所結晶構造解析

電子回折で結晶性・配向性を連続的に評価

IGZO膜はディスプレイ用TFT材料として研究開発が進んでいる材料です。薄膜中の結晶構造の有無はTFT特性や信頼性に影響する可能性があり、デバイス中における局所的な結晶評価が必要になります。 TEMの電...

メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
【分析事例】Cu表面のXPSによる酸化状態評価

Cuスペクトルの成分分離、定量、膜厚算出

Cu2p3/2スペクトルとCuオージェスペクトル等の解析から、Cu表面の結合状態・定量評価・膜厚評価が可能です。主な応用例として、Cu配線のCMP処理・洗浄の評価、Cu電極の錆・変色調査が挙げられます。各種処理を施したCu表面状態および酸化膜厚についてまとめます。（クリーンルーム...
メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
ご希望者全員プレゼント！表面分析の基礎と受託分析事例

〈XPS・TOF-SIMS〉表面分析とは何か・表面分析の種類等、基…

MS分析でできること　■各手法の詳細情報　　　・XPS　X線光電子分光法　　　・TOF-SIMS　飛行時間型二次イオン質量分析法　■分析事例　　　・XPSによるSiC表面の状態・膜厚評価　　　・Cu表面の酸化状態の定量　　　・XPS多点測定による広域定量マッピング　　　・XPSによるDLCの評価　　　・リチウムイオン二次電池におけるLiの結合状態別定量　　...

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【分析事例】めっき試料の脱ガス評価

Ni/Auめっきの昇温脱離ガス分析（TDS）

めっき膜にガスが含有されている場合、はがれや膨れ、膜中の気泡など不良の原因となる場合があります。めっき膜に含有されているガスについて調査するには、高真空中で試料を昇温させて脱離したガスを測定できるTDSが有...

メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
【分析事例】SiN膜中の金属汚染評価

ICP-MSによる高感度分析

Siウエハ上のSiN膜（Si3N4）を溶解した溶液中には、着目している不純物金属元素以外に膜由来のSiマトリックスが含まれています。そのため、溶解した溶液そのものでは精度よく高感度分析ができません。そこで、Siウエハ...

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【分析事例】金属膜の高温XRD評価

昇温過程での相転移・結晶性変化を追跡評価

Pt をSi 基板にスパッタ蒸着させた試料に対して、昇温させながらOut-of-plane XRD, In-plane XRD 測定をそれぞれ行いました。両測定で、Pt(111) は500℃より高い温度ではピーク強度が増加し、半価幅が小さくなり、結晶化が進行していることが分かりました。また、温度が上昇するにつれ、熱膨張によりピークが低角度側（格子間隔が広がる方向）にシフトしていることを確認でき...

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【分析事例】カーボン膜の構造評価

構造特定・結晶性・sp3性の評価

カーボンを構成元素とする物質にはダイヤモンド、グラファイト、カーボンナノチューブ、グラフェンなどの結晶構造を持つものとダイヤモンドライクカーボン（DLC）のようにアモルファス構造のものがあります。ラマン分光法はこれらの物質の構造特定や結晶性、sp3性の評価などに有効です[1][2]。...詳しいデータはカタログをご覧ください...

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【分析事例】ABF-STEM観察によるGaNの極性評価

Csコレクタ付STEMにより原子レベルでの観察が可能です

パワーデバイス・光デバイスとして実用化されているGaNは六方晶ウルツ鉱構造をとり、c軸方向に結晶学的な非対称性（Ga極性とN極性）が存在します。Ga極性とN極性ではエピタキシャル膜の成長プロセスが異なるほか、結晶の表面物性・化学反応性も異なります。本資料では、GaNの極性を環状明視野(ABF)-STEM観察により評価しました。その結果、Gaサイト・Nサイトの位置を特定する...

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【分析事例】液晶ディスプレイの劣化分析

液晶、配向膜、シール材、TFTなどを総合的に評価します。

液晶表示パネルの劣化メカニズム解明は、パネルの長寿命化にかかせない重要なテーマです。劣化症状のうち輝度の低下は、液晶、配向膜、シール材、TFTと多岐に渡った要因が考えられます。表面・構造・組成・計算科学等を複合的に分析します。良品と不良品のわずかな差異をとらえ、総合的な評価を行うことで、液晶ディスプレイの劣化メカニズ...

メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST
【分析事例】半導体基板中軽元素の高感度分析

SIMS分析によりH, C, N, O, Fなどを1ppm以下まで評価…

(約5E13atoms/cm3)以下の濃度まで検出可能です。実際のFZ-Si中における測定例（図1）とIII-V族半導体のバックグラウンドレベルを紹介します（表2）。III-V族半導体以外にも、金属膜・絶縁膜など各種材料で標準試料をとりえ揃えており、高感度な定量分析が可能です。半導体基板など各種材料のバルク分析や半導体プロセス中のガス成分の混入評価などに最適です。...

メーカー・取り扱い企業：一般財団法人材料科学技術振興財団　MST