反応性プラズマ中の発光種・非発光種の絶対密度計測と電子密度・電子速度分布の決定

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02214207
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 山本 学 東京農工大学, 工学部, 教授 (60166824)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 室尾 和之 東京農工大学, 工学部, 助手 (60219954) ; 田久保 嘉隆 東京農工大学, 工学部, 助教授 (10015109)
• Keywords: 反応性プラズマ / 発光分光法 / レ-ザ-誘起螢光法 / 絶対数密度 / 電子密度 / 電子エネルギ-分布 / 真空紫外分光 / 過度変化

Research Abstract

発光分光法およびLIF法を用いて,プラズマ中の発光性および非発光性原子・分子の絶対数密度を測定し,これを基に,電子密度と電子エネルギ-分布を決定した.HeーArーSiH4およびHeーAr気体中の直流およびRF放電による定常および過度的グロ-放電プラズマを対象に,
(1)プラズマ発光線の絶対放射強度測定,および励起・脱励起過程のレ-ト方程式解析により,電子密度と電子エネルギ-分布を決定した.
(2)レ-ザ-誘起蛍光(LIF)法によって,非発光種であるHeおよびAr準安定原子の絶対数密度とその空間分布を決定し,上記電子密度と電子エネルギ-分布から理論的に求めた値と比較した.
(3)真空紫外域における発光・吸光スペクトルの測定により,SiH4分子数密度の放電解離による過渡的変化を明らかにした.
RF放電プラズマの真空紫外吸収スペクトルの測定から,放電解離によりプラズマ中のSiH4分子数密度が減少することが明らかにされた.また,吸収・発光の時間的過渡変化の比較から,SiH4分子解離に伴い,電子エネルギ-分布も過渡的に変化することが明かにされた.
LIF法により測定したAr 4s[3/2]_2準安定準位原子数密度は,Ar準安定原子のSiH4分子による衝突脱励起が生じていることを示す.
本研究により,反応性プラズマ中の発光種・非発光種の絶対数密度の測定法,および電子数密度と電子エネルギ-分布決定法が確立された.

Research Products

• [Publications] 田久保 嘉隆: "Absolute density of metastastable atoms in a HeーArーSiH4 glow discharge" Proc.8th Symposium on Plasma Processing,Nagoya. 89-92 (1991)
• [Publications] 山本,学: "プラズマの分光計測" 学会出版センタ-, 250 (1992)