レーザ照射低圧高密度プラズマ環境下での高圧高温相薄膜の堆積過程に関する研究

1986 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 61430016
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 吉田 豊信 東大, 工学部, 助教授 (00111477)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 良一 東京大学, 工学部, 助教授 (10107550) ; 明石 和夫 東京大学, 工学部, 教授 (00013095)
• Keywords: プラズマCVD / レーザCVD / 高周波プラズマ / エキシマレーザ / 色素レーザ / 窒化ボロン

Research Abstract

1.エキシマレーザ励起波長変色素レーザシステム特性評価
エキシマレーザの性能評価に最も適すると思われるArF(193nm)発振を中心にレーザ特性を調べた。当初、レーザガス精製装置に問題があり、出力150mJで寿命7×【10^4】であったが改良により2×【10^5】ショットにまで向上した。また色素レーザ、第二高調波発生装置の変換波調発生装置の交換効率はそれぞれ15.8% 6.78%であり励起光(XeFエキシマ)の約1%の出力光が281〜298nmの範囲で波長可変に取り出せることが確認された。
2.ガス系整備
反応ガスのジボラン,アンモニア,レーザガスのフッ素ボンベ等有毒ガスはキャビネット内におさめ、水素でパージできるようなラインを組み、さらに有毒ガスのパージラインへの逆流防止のためチェックバルブを設けた。
3.低圧高密度プラズマ装置の設計・試作
プラズマを発生させる水冷二重石英管に改良を加え、分解し易いジボランをプラズマ尾炎部に注入できるような導入口及び採光可能な枝管の付いたジャケットタイプとした。この枝管より得られる発光はoptical fiberにより分光器へと導かれ発光分光分析が可能となった。
4.BN薄膜堆積
堆積速度を遅くし基板温度800℃前後で入力を高めると【sp^3】結合のBNの吸収ピークが増大することが判明した。また、レーザ照射効果も認められた。
5.今後の方針
現プラズマ反応装置では堆積速度を遅くし入力を高めるにも限界がある。そこでエキシマレーザ及び色素レーザを堆積中の装置内に照射し薄膜堆積過程に関与する励起種の濃度を選択的に変化させることによって結晶構造をさらに制御する。