2000 Fiscal Year Annual Research Report
液面上の直流プラズマを利用する新しいCVD法の開発
Project/Area Number |
11305052
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Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
Principal Investigator |
鈴木 健之 東京農工大学, 工学部, 教授 (70092559)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松嶋 雄太 東京農工大学, 工学部, 助手 (30323744)
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Keywords | ダイヤモンド / 放電 / 直流プラズマ / プラズマジェット / CVD / 膜 / 液体 |
Research Abstract |
1.プラズマジェット方式によるダイヤモンド膜合成昨年度はジェット発生によってダイヤモンドが局所的に成膜できたが,今年度は成膜面積を拡大する条件を求めた。液体はエチレングリコール・水系である。種々の形状の銅ノズルでの試行、基板温度の2色光温計による測定、プラズマ診断、試料の顕微鏡観察とラマン測定を行った。シリコン基板に当たる細いジェットは基板温度と衝突化学種の半径方向の分布をもたらす。この分布を少なくする方針をとった。基板背面に銅ブロックを密着させ,基板とジェット噴出口との距離を調整することにより、直径数ミリの範囲に1時間当たり20ミクロンでダイヤモンドを成膜させることが可能となった。申請テーマはノズル1本での成膜条件を検討したが、今後は複数のノズルを用いて大面積成膜への条件を引き続き検討する予定である。2.プラズマジェットへの原料注入を利用する成膜法の開発ほぼ純粋な水の液面上のプラズマは極めて安定である。水蒸気プラズマをジェットとして取り出し,ジェット部へ液体原料を注入して成膜する。循環する水は原料と混合しないため廃液ゼロである。ジェットは20mmまで伸ばすことができる。このジェットにアルコール類を注入して粒子析出まで到達しているが成膜までは達していない。環境負荷の少ない方式なので、今後も研究を続ける予定である。3.水のスパッタ率測定塩化チタン希薄水溶液のスパッタで酸化チタン膜が得られる。希薄水溶液系では水のスパッタ率が重要な因子となる。投入電力とスパッタ率に明らかな相関が認められた。電力200Wでのスパッタ率は約1000である。この値は金属と比較すると2桁も大きい。
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[Publications] Takeyuki Suzuki: "Diamond Synthesis by Plasma Jet above the Liquid Surface"Journal of the European Ceramic Society. (2001)
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[Publications] Takeyuki Suzuki: "Diamond deposition by DC plasma above the liguid surface of the water-methanol and water-ethanol systems"Journal of Materials Science letters. 19. 1899-1901 (2000)
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[Publications] Takeyuki Suzuki: "Plasma Jet Generation over the liquid Surface and its Application to Diamond Synthesis"Ceramic Engineering and Science Proceedings. 21・4. 25-30 (2000)
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[Publications] 松嶋雄太: "液面上プラズマを用いたエチレングリコール水溶液からのダイやモンド薄膜合成"プラズマ科学シンポジウム2001/第18回プラズマプロセシング研究会:プロシーディングス. 569-570 (2001)
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[Publications] Takeyuki Suzuki: "Sputtering of the aqueous solution of TiCl_3 and the TiO_2 formation "Journal of Materials Science. (2001)