光導波路を用いた極薄膜および膜成長中におけるプラズマ反応の計測法に関する研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09555132
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 加藤 勇 早稲田大学, 理工学部, 教授 (80063775)
• Keywords: プラズマCVD / プラズマ計測 / アモルファスシリコン / 極薄膜 / 光ファイバーセンサー / 近接場光学 / エバネッセントフィールド / その場測定

Research Abstract

本年度は研究を進めるために実験設備の拡大と予備的ないくつかの実験を行った。
これまで計測に用いる光導波路のセンサー部を長くするか、または細くすることによって感度が向上することを実験とシュミレーションによって明らかにしてきた。本年度はこれまで使用してきたコア径110μmのファイバーにかえて、コアが7μm×6μm、長さ60mm、屈折率差が0.75%の埋め込み式方形光導波路をセンサーに用いた高感度な実験系を構築した。この系を用いることにより、プラズマCVD装置を用いて光導波路上にa-Si:H膜を堆積させ、堆積した膜の成膜初期における光学エネルギーバンドギャップ、光吸収係数、屈折率などの光学定数の測定を行う。
また、これまで光ファイバーセンサー上に真空中で成膜したa-Si:膜を、成膜後、大気中にさらすことにより常温で酸化させ、酸化による膜質変化をその場観測してきた。本年度は酸化炉を導入した。これにより、a-Si:H膜を高温で酸化させることができるようになった。しかし、前述の導波路は接着部が熱に弱いため、高温にさらせない。その代わりとして使用するための超薄膜多層構造のスラブ導波路、および石英ガラスと窒化シリコンによるスラブ導波路を製作し、研究を進めている。また同CVD装置を用いて高ガス圧中で作製した発光材料であるシリコンナノボール膜についても同酸化炉を用いて酸化させ、膜質や発光特性の変化を測定した。

Research Products

• [Publications] Isamu Kato: "Photo Luminescence from Si Films Fabricated by Double Tubed Coaxial Line Type Microwave Plasma Apparatus" International Conference on Reactive Plasmas and Symposium on Plasma Processing. 109-110 (1998)
• [Publications] 加藤 勇: "二重管式同軸線路形MPCVD装置によるa-Si:H/SiN多層膜の作製" 第59回応用物理学会学術講演会予稿集. 2. 829-829 (1998)
• [Publications] 加藤 勇: "二重管式同軸線路形MPCVD装置を用いて作製したSi発光材料の研究(III)" 第59回応用物理学会学術講演会予稿集. 2. 801-801 (1998)
• [Publications] 加藤 勇: "二重管式同軸線路形MPCVD装置によるa-Si:H/SiN多層膜の作製(II)" 第46回応用物理学会関係連合講演会予稿集. (1999)
• [Publications] 加藤 勇: "二重管式同軸線路形MPCVD装置を用いて作製したSi発光材料の研究(IV)" 第46回応用物理学会関係連合講演会予稿集. (1999)
• [Publications] 加藤 勇: "二重管式同軸線路形MPCVD装置を用いたカーボン系薄膜の作成" 第46回応用物理学会関係連合講演会予稿集. (1999)