1990 Fiscal Year Annual Research Report

低周波放電のプロセスプラズマとしての適用とその制御法の開発

Research Project

Project/Area Number	02214201
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	下妻光夫北海道大学, 医療技術短期大学部, 助教授 (70041960)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	大森義行北海道職業訓練短期大学校, 教官伊達広行北海道大学, 医療技術短期大学部, 助手 (10197600) 大野英男北海道大学, 工学部, 助教授 (00152215) 本間利久北海道大学, 工学部, 教授 (00091497)
Keywords	反応性プラズマ / プラズマCVD / ドライプロセス / 低周波プラズマ / 薄膜堆積 / 窒化シリコン / アモルファスカ-ボン / プラズマ制御
Research Abstract	平成2年度の研究結果は、次ぎのようである。高・低周波CVDにおけるプラズマの相違について、昨年度今年度と、50Hz〜13.56MHzの広範囲において電子・イオンのプラズマ中での挙動を、プラズマ発光分光分析などからプラズマの周波数特性を明らかにし、低周波プラズマCVD法の特徴を把握しようとして研究を進めてきた。50Hz〜13.56MHzの範囲でのプラズマ中の電子温度と放電維持電圧をH_2+CH_4、H_2のガスについて測定し、どちらの傾向も低周波領域で一定値を取り、数百kHz以上で急激に減少している。これは、低周波プラズマが高エネルギ-電子の密度が高いことを意味し、これまでの常識を覆す結果が明らかにされた。更に、H_2+CH_4プラズマの電極間発光位置分布測定で、50Hz、13.56MHzプラズマで大きな違いが見られHα、Hβの発光強度が13.56MHzプラズマで50Hzより著しく小さいことも明らかになった。更に、電極間の位置に対するプラズマ発光の時間変化について50Hzと100kHzの条件で測定を行なった。実験装置は、微弱発光の高速測定が要求されるため、観測発光波長を固定し(H_2^*( ^3Σ_o→ ^3Σ_u):220nm、Hα:650nm)、光電子増倍管を冷却器(ー15℃)に入れS/N比を上げ、広帯域アンプとボックスカ-インテグレ-タによりデ-タを得るように改良した。低周波条件では、電圧の正負極性に対する2回の発光が見られ、プラズマの発生に急俊な立上がりを見せ、電圧波形も急激に崩壊する。また、消滅時は印加電圧の減少に従い緩やかに消滅していくのが見られる。また、低周波プラズマCVD法による薄膜堆積実験の進行状況は、シリコン酸化膜堆積を行なっている。TEOSを材料とした酸化膜堆積は、200℃程度の加熱が必要であったが、N_2O+SiH_4の材料ガスでは基板非加熱で良質膜堆積が可能であることがわかった。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] 下妻光夫: "H_2+CH_4混合ガスプラズマ発光の位置・時間分布" 北海道大学医療技術短期大学部紀要. 3. 53-60 (1990)
[Publications] G.Tochtani: "RELATIONSHIP BETWEEN POWER FREQUENCY AND PROPERTIES OF SILICON OXIDE FILM DEPOSITIED FROM TEOS BY PLASMA CVD" Proceedings of the 8th Symposium on Plasma Processing. 8. 281-284 (1991)
[Publications] M.Shimozuma: "SPACE AND TIME RESOLUTION OF OPTICAL EMISSION FROM H_2+CH_4 PLASMA AT VARIOUS PLASMA POWER FREQUENCY" Proceedings of the 8th Symposium on Plasma Processing. 8. 361-364 (1991)
[Publications] F.Ishizuka: "Measurement of the effective ionization coefficient in Ar and C_3F_8 mixtures" The Transactions of The Institute of Electrical Engineers of Japan. 111ーA. (1991)
[Publications] M.Shimozuma: "Diagnostics of H_2+CH_4 plasma for chemical vapor deposition by optical spectroscopy" Journal of Applied Physics. 67. (1991)
[Publications] 下妻光夫: "低周波二層プラズマCVD法によるシリコン窒化膜の高速堆積" 真空. 34. (1991)

1990 Fiscal Year Annual Research Report

低周波放電のプロセスプラズマとしての適用とその制御法の開発

Principal Investigator

下妻 光夫 北海道大学, 医療技術短期大学部, 助教授 (70041960)

Research Products

[Publications] 下妻 光夫: "H_2+CH_4混合ガスプラズマ発光の位置・時間分布" 北海道大学医療技術短期大学部紀要. 3. 53-60 (1990)

[Publications] G.Tochtani: "RELATIONSHIP BETWEEN POWER FREQUENCY AND PROPERTIES OF SILICON OXIDE FILM DEPOSITIED FROM TEOS BY PLASMA CVD" Proceedings of the 8th Symposium on Plasma Processing. 8. 281-284 (1991)

[Publications] M.Shimozuma: "SPACE AND TIME RESOLUTION OF OPTICAL EMISSION FROM H_2+CH_4 PLASMA AT VARIOUS PLASMA POWER FREQUENCY" Proceedings of the 8th Symposium on Plasma Processing. 8. 361-364 (1991)

[Publications] F.Ishizuka: "Measurement of the effective ionization coefficient in Ar and C_3F_8 mixtures" The Transactions of The Institute of Electrical Engineers of Japan. 111ーA. (1991)

[Publications] M.Shimozuma: "Diagnostics of H_2+CH_4 plasma for chemical vapor deposition by optical spectroscopy" Journal of Applied Physics. 67. (1991)

[Publications] 下妻 光夫: "低周波二層プラズマCVD法によるシリコン窒化膜の高速堆積" 真空. 34. (1991)

下妻光夫北海道大学, 医療技術短期大学部, 助教授 (70041960)

[Publications] 下妻光夫: "H_2+CH_4混合ガスプラズマ発光の位置・時間分布" 北海道大学医療技術短期大学部紀要. 3. 53-60 (1990)

[Publications] 下妻光夫: "低周波二層プラズマCVD法によるシリコン窒化膜の高速堆積" 真空. 34. (1991)