シリコンCVDプロセスおよびナノクラスター形成に関する化学反応機構の解明

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05403020
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 松為 宏幸 東京大学, 工学部, 教授 (00026098)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三好 明 東京大学, 工学部, 助手 (60229903) ; 手崎 衆 東京大学, 工学部, 助手 (50236965) ; 越 光男 東京大学, 工学部, 助教授 (20133085)
• Keywords: シリコン化合物 / 化学反応機構 / ラジカル反応 / CVDプロセス / ナノクラスター / レーザー分光

Research Abstract

1) 波長可変レーザー光イオン化質量分析計とそのための差動排気システム、光イオン化室、エキシマーレーザー光分解用の流通系反応容器の設計と製作した。また高感度イオン検出を行なうためのパルス同期型ゲートカウンター及びコンピューターインターフェイスを製作し必要なソフトウェアを開発した。光イオン化の方法としては、紫外レーザーを用いた多光子共鳴イオン化法および4波混合周波数変換法による光源を用いる共鳴イオン化法を新規に開発した。これらの方法を用いてまず、性能実験としてNOの光イオン化スペクトルの測定を行った。検出感度として1x10^<-9>molecule/cm^3が得られ十分高感度であることが確認された。
2) 従来の研究で用いてきたレーザー誘起蛍光法、電子衝撃イオン化法を用いた質量分析法等を併用してシリルラジカル及びシリレンラジカルから出発する反応過程の検討した。今年度は特にシリルラジカル同士の反応の機構の解明を分岐比の決定、及びこの系におけるジシラン、トリシランの生成過程等のナノクラスター生成の前段階としての高分子化の過程の解名を試みた。
従来確認されていないシラン系の反応で重要なラジカル、Si_2H_4、SiH_2O、SiH_3O、ついて検出感度のイオン化エネルギー依存性を測定した。
3) SiC14-O2系の光誘起クラスター形成反応機構を検討した。レーザー誘起蛍光法、光イオン化質量分析系を用いて種々のラジカルの時間依存を測定しまたレーザー散乱法により微粒子形成速度の動力学的解析を行った。

Research Products

• [Publications] M.Koshi et al.: "Measurements of the absolute concentrations of H and OH produced in the SiH_3+O_2 reaction" Journal of Physical Chemistry. 97. 4473-4478 (1993)
• [Publications] H.J.Mick et al.: "High temperature kinetics of Si atom oxidation by NO based on Si,N,O atoms measurements" Journal of Physical Chemistry. 97. 6839-6842 (1993)
• [Publications] A.Tezaki et al.: "Kinetic measurements of a laser-induced puiticle formation in a SiCl_4/O_2 system" Journal of Chemical Physics. 98(印刷中). (1994)
• [Publications] M.Koshi et al.: "Turbulence and Molecular Processes in Combustion" T.Takeno,Elsevier Science Publisher, 443 (1993)