1999 Fiscal Year Annual Research Report
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11680489
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
池上 知顯 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 助教授 (20136518)
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| Keywords | パルスレーザ堆積法 / プラズマ / イオンインプランテーション / レーザ誘起蛍光法 / TiN / DLC / エキシマレーザ |
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| Research Abstract |
KrFエキシマレーザを用いたパルスレーザ堆積(PLD)法により、窒素ガス雰囲気中でTiを、また真空中でグラファイトをアブレートし、シリコン及びガラス基板上にTiN、DLC薄膜を堆積させた。その際に、基板ホルダーにパルス幅20μs、電圧-3〜-6kVの負高電圧パルスをレーザと同期して印加することにより、プラズマプルーム中のイオン種を加速した。パルス印加によるプルームからの発光スペクトルの変化と堆積したTiN、DLC膜の特性への影響を調べた。また、グラファイトのアブレーションではC_2分子Swan band(a^3II^u-d^3II_g)に二次元レーザ誘起蛍光法を適用し、異なるアブレーション条件でC_2の密度分布を計測した。
パルス電圧の印加によりTI^+、N_2^+、C^+などのイオン線からの発光強度が大きくなり、イオン種の励起、加速が確認された。堆積したTiN膜は、パルス電圧印加により組成比N/Tiが0.5からほぼ化学量論比の1.1へ増加し、抵抗率も30mΩ・cmから7mΩ・cmまで低下し、膜中へのNの取り込みが促進されることがわかった。XRDによる回析パターンには顕著な変化は見られず、イオンによる結晶化には最適な加速エネルギーが必要と考えられる。DLC薄膜ではFTIR測定の結果、印加パルス電圧が大きいほど、sp^2/sp^3混合のC-C結合(1245cm^<-1>)とsp^3C結合(1160cm^<-1>)による吸収が大きくなった。LIFによるC_2密度分布の測定の結果、C_2の運動エネルギーは小さく、アブレーション後、ターゲット表面10mm以内に多く存在し、入射レーザエネルギーフルエンスが4J/cm^2で密度が最大となり、それ以上のフルエンスでは減少することがわかった。また、密度分布は同じレーザフルエンスでも、レーザ照射面積によって大きく異なることが明らかになった。今後、LIF法によりパルス印加によるC_2、C^+、C_3等の密度変化を測定する予定である。
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[Publications] 池上知顯、丸田和彦、山形幸彦、蛯原健治: "PLD法によるTiN成膜における高電圧パルス印加のプラズマプルームへの影響"電気学会論文誌. 119-A・6. 860-865 (1999)
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[Publications] 青木振一、井上知顯、蛯原健治: "KrFエキシマレーザを用いたグラファイトアブレーションのレーザプラズマプルーム特性"電気学会論文誌. 119-A・7. 1059-1064 (1999)
