1990 Fiscal Year Annual Research Report
プラズマ局所構造に伴う電位形成とエネルギ-分布の制御
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02214102
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
佐藤 徳芳 東北大学, 工学部, 教授 (40005252)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三宅 正司 大阪大学, 溶接研究所, 教授 (40029286)
庄司 多津男 名古屋大学, プラズマ科学センター, 助教授 (50115581)
津島 晴 東北大学, 工学部, 助手 (90171991)
畠山 力三 東北大学, 工学部, 助教授 (00108474)
飯塚 哲 東北大学, 工学部, 助教授 (20151227)
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| Keywords | プラズマプロセス / ホロ-陰極 / ECRプラズマ / 高周波放電プラズマ / ホイスラ-波 / 電子エネルギ-制御 / メタンプラズマ / アモルファスカ-ボン膜 |
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| Research Abstract |
本年度では、これまで確立した電子温度制御の手法をメタンーアルゴン直流放電プラズマに適用し、電子温度を大幅に変化させたときの特性の解明が東北大グル-プで行われた。電子温度はホロ-陰極内のピンの長さで制御される。電子温度が0.3eVと極めて低くなると、メタンの分解で生成された水素の負イオンの発生が増大し、電子密度は電子の付着によって低減するすることが分かった。炭化水素薄膜の生成に重要なメチルラジカルの測定も行われ、分解されたメタン密度のおよそ1%程度の生成が観測され、ピンの長さに依存して増加していくことが分かった。異なった電子温度をもつプラズマ中で生成された薄膜のラマン分光分析の結果、グラファイトからアモルファスカ-ボンまでの広い膜質をもつ成膜が明らかにされた。
ホイスラ-波を使った高密度高周波放電プラズマ中の電子温度と炭化水素ラジカル密度の制御が名古屋大グル-プで行われた。高周波の周波数や位相速度を増加させると高エネルギ-電子成分が増大することが分かった。炭化水素ラジカル密度やアモルファスカ-ボン薄膜の堆積率は電子密度や温度とともに増加し、低気圧放電領域で毎時90ミクロンの高速成膜が達成された。
マイクロ波の伝搬や減衰に関する測定が大阪大グル-プで行われた。電子サイクロトロン共鳴を使った水素プラズマ中では、共鳴領域での急激な電子温度の増加がその場所でのマイクロ波の強い吸収による減衰と一致することが分かった。反応ガスやイオンの温度測定が高分解能をもつファブリペロ-型干渉系で行われ、leV以下の低い温度をもつ中性粒子やイオンが観測された。アモルファスシリコンの光学ギャップや赤外吸収スペクトラムの測定により、共鳴領域でのプラズマの空間構造に関係した膜質の変化が起こることが明らかにされた。
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[Publications] S.Iizuka: "Electron Energy Control by PinーHollow Cathode" Proc.of the 7th Symp.on Plasma Processing. 7. 313-316 (1990)
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[Publications] N.Sato: "Effects of Electron Temperature Control on an ArーCH_4 Plasma" Proc of Inter.Seminar on Reactive Plasmas. 1. (1991)
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[Publications] T.Mieno: "Control of Hydrocarbon Radical and Film Deposition in a Magnetic Mirror" Proc of JCSPCー2 and JKPASSー2 Symposium. 2. B-6 (1990)
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[Publications] T.Shoji: "Control of Hydrocabon Film Deposition by Using an Rf Whistler Wave Discharge" Proc of the 8th Symposium on Plasma Processing. 8. 433-436 (1991)
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[Publications] S.Miyake: "Local Structure of ECR Process Plasma" Jpn.Appl.Physics. 29. 2491-2496 (1990)
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[Publications] S.Miyake: "Characterization of ECR Process Plasma and Film Deposition" Proc.of 2nd Inter.Conf.on Plasma Surface Engineering. 2. (1990)
