シランプラズマ中Si微粒子の凝集過程に関する研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07219212
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 渡辺 征夫 九州大学, 工学部, 教授 (80037902)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福澤 剛 九州大学, 工学部, 助手 (70243904) ; 川崎 仁晴 九州大学, 工学部, 助手 (10253494)
• Keywords: Si微粒子 / 凝集 / シランプラズマ / プラスマCVD / プラズマプロセス / レーザ散乱法 / 変調高周波放電法 / アモルファスシリコン

Research Abstract

本研究は,シランプラズマ中のSi微粒子の凝集過程を明らかにすることを目的として行った.得られた成果は以下の通りである.
1)シランガスプラズマ中の微粒子の成長は核発生・初期成長期,急速成長期,成長飽和期の3段階からなる.
2)急速成長は微粒子同志の凝集により生じており,その成長速度は熱運動による凝集速度に比べて最大2桁程度速い.
3)微粒子のサイズ分散は極めて狭い.
4)放電周波数を増加すると微粒子は早く発生し,その密度は高いが,凝集速度,飽和サイズは減少する.
5)放電電圧,自己バイアス電圧を増加するほど,またγ効果の顕著な材料を高周波電極に用いるほど,凝集速度と飽和サイズが増加する.
6)微粒子が発生する高周波電極シース端領域では,正電荷を持つ微粒子が存在する可能性がある.
7)凝集の結果として微粒子密度がイオン密度よりも十分低くなると,ほとんどの微粒子は負に帯電するため,微粒子の成長が飽和する.
8)得られた結果は,提案した微粒子の帯電凝集モデルによって説明できる.
以上のように,微粒子の凝集過程を制御するための指針を得ることができた.

Research Products

• [Publications] Yukio Watanabe: "Contribution of short lifetime radicals to growth of particles in SiH_4HF discharges and effects of particles on deposited films" Journal of Vacuum Science & Technology.
• [Publications] Yukio Watanabe: "Growth processes of particles in high frequency silane plasmas" Journal of Vacuum Science & Technology.
• [Publications] Masaharu Shiratani: "In-situ polarization-senstive laser-light scattering method for simultanious measurements of two dimensional spatial size and density distributions of particles in plasmas" Journal of Vacuum Science & Technology.
• [Publications] Masaharu Shiratani: "Two dimensional spatial profiles of particle size and density of particulates grown in rf silane plasmas" Surface Review and Letters.
• [Publications] Masaharu Shiratani: "Simultanious in-situ measurementof properties in rf silane plasmas using a polarization-sensitive laser-light-scattering method" Surface Review and Letters.
• [Publications] 渡辺征夫: "プラズマCVD半導体プロセスにおける微粒子の発生と測定" 日本エアロゾル学会. 10. 13-19 (1995)
• [Publications] 川崎仁晴: "Effects of discharge frequency on growth processes of particulates in rf silane plasmas." Proceedings of the 12th Symposium on Plasma Processing. 389-392 (1995)
• [Publications] 川崎仁晴: "振幅変調RFプラズマ中の微粒子の成長過程" 第56回応用物理学会学術講演会講演予稿集. 26 (1995)
• [Publications] Y.Watanabe: "Rapid growth processes of particles in rf silane plasmas" International Workshop on Plasma Sources and Surface Interaction. (1995)
• [Publications] 上田佳央: "振幅変調高周波シランプラズマ中の微粒子の成長過程" 電気関係学会九州支部連合大会講演論文集. 194 (1995)
• [Publications] S. Singh: "Rapid growth process of particles in HF plasmas" 応用物理学会九州支部講演会講演予稿集. 21. 123-124 (1995)
• [Publications] 川崎仁晴: "高周波シランプラズマ中微粒子の成長過程と放電周波数の関係" 第42回応用物理学会関係連合講演会講演予稿集. 29 (1995)