イオン照射ポリイミド膜におけるトラックエッチング速度のLET依存性

LET dependence on the track etch rate in ion irradiated polyimide films

越川 博; 浅野 雅春*; 八巻 徹也; 前川 康成

Koshikawa, Hiroshi; Asano, Masaharu*; Yamaki, Tetsuya; Maekawa, Yasunari

重イオンビームを照射した高分子膜を化学エッチングすると、ナノマイクロスケールでアスペクト比の高い穿孔を形成できる。本研究では、このいわゆるイオン穿孔のサイズと形状を制御することを目標として、種々のイオンビームを照射したポリイミド(PI)膜のトラックエッチング速度(V)を電気伝導率測定により求め、そのLET依存性を調べた。450MeV Xe, 250MeV Ar, 75MeV Neのイオンをフルエンス310310 ion/cmで照射したPI膜に対し、pH=9.0に調整した次亜塩素酸ナトリウム溶液を用いてエッチングした。これと同時に、膜を介したエッチング液の電気伝導率を測定することで、穿孔が貫通するまでの時間(T)を取得し、V=(膜厚)/(2T)によりVを計算した。LETが1.4MeV/mのNeイオンでVが0.24m/hで最低であった。これに対して、LETが12MeV/mと最大のXeイオンはNeイオンの約20倍高いVを示し、大きなLET依存性が確認できた。

We investigated track etch rates (V) of polyimide irradiated with different ions by a conductivity technique and their LET dependence. Both of 12 and 25 m thick films were irradiated with 450 MeV Xe, 250 MeV Ar and 75 MeV Ne and then were etched with a sodium hypochlorite solution. The conductometric analysis involves recording electric conductance of the etchant across the film during the etching time. When the etched pores from both sides of the film made contact with each other, the conductance suddenly increased to find the breakthrough time (T). A V value was obtained by dividing the half thickness of the films by T. The Xe ions with the highest LET of 12 MeV/m gave ca. 20 times higher V than the Ne ions. The change in V for the different beams is ascribed to an LET effect by considering that the bombardment with high-LET ions produces more severe molecular damage in each track.