2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of retarding field energy analyzer that can measure energy distribution of negative ions
| Project/Area Number |
16K04995
|
|---|
| Research Institution | Nagasaki University |
|---|
Principal Investigator |
松田 良信 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (60199817)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-10-21 – 2019-03-31
|
| Keywords | イオンエネルギー分布 / 反射電界型エネルギー分析器 / マグネトロンスパッタリング / 金属添加酸化亜鉛 / 透明導電膜 / 負イオン |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
酸化物ターゲットを用いたマグネトロンスパッタリング法における課題は，ターゲット浸食領域に対向する基板面内で，膜質が著しく劣化することである．この原因は，酸化物ターゲット浸食領域から放出され陰極シース内で加速された高エネルギー酸素負イオンが対向基板に入射するために過剰な酸素供給と微結晶化が生じ，その結果キャリア密度が低下しキャリア移動度が低下するためと考えられている．一方，高エネルギーのアルゴンイオンやアルゴン原子の基板入射の影響も指摘されており，その詳細は完全には解明されていない．
本研究の目的は，スパッタリング成膜環境下で基板に入射する正・負イオンのエネルギー分布関数を安価で簡便に計測することができる反射（減速）電界エネルギー分析器（RFEA）を開発し，それを用いて基板入射エネルギー束を評価し，酸化物ターゲットのスパッタ成膜過程を明らかにすることである．
本研究では，H28年度にマルチグリッドRFEAを設計・制作し，H29年度はこのRFEAの基本動作特性を調査すると同時に，バッファ層を利用したGa添加ZnO膜の抵抗率の均一成膜実験も実施し，2E-4Ωcmの低抵抗均一分布を得た．H30年度は，正・負荷電粒子のエネルギー分布関数の放電条件に関する依存性と測定位置依存性を詳細に調査するとともに，磁気フィルターをRFEA前面に取り付け，負イオンと電子の分離測定を試みた．
その結果，磁気フィルターの利用によりRFEAへの電子の流入を抑制し，酸素負イオンのエネルギー分布のみを分離測定できることを確認した．低電力のスパッタリング成膜条件下では，Ga添加ZnO用DCマグネトロンスパッタにおいてはターゲット電圧に相当する高エネルギー負イオンが，また，RFマグネトロンスパッタではターゲット自己バイアス電圧に相当する高エネルギー負イオンが，ターゲット浸食領域対向部に入射することが確認された．
|
Research Products
(9 results)
