| 研究概要 |
1.水平型プラズマ反応器による研究成果
垂直型プラズマ反応器による実験の予備実験として行われた。周波数4MHZの自励式高周波電源より,高周波誘導コイルを経て水冷二重石英管中の低圧水素プラズマに電力を供給した。プラズマはその中に置かれたホウ素粒子に反応しホウ素はボランを形成して輸送され,プラズマ下流のシリコン基板上にホウ素膜が堆積した。この膜は極端に活性が高く空気中で短時間に変質する。プラズマ中に水素とともに少量の窒素を導入するとシリコン基板上に窒化ホウ素膜が堆積した。プラズマ入力と基板の位置を適当に選ぶことにより,sp^3結合を多く含む膜を堆積できることがIRスペクトル,透過電子線回折結果の解析による判明した。
2.垂直型プラズマ反応器による研究成果(その1)
水平型反応器による結果を踏まえてプラズマに対する基板位置の調整が容易な垂直型の石英反応管を試作し,同様にホウ素の輸送実験、ホウ素膜,窒化ホウ素膜の堆積実験を行った。注入電力を上げると石英管壁の水素プラズマによる化学的スパッタリングが烈しくなるので,石英管内に市販の窒化ホウ素管を挿入することにより,この現象を防止できた。さらに基板上方に設けたタングステンフィラメントに通電して高温に加熱して気体の活性化を図ることと,基板の加熱・基板への負のバイアス電圧印加の相垂効果により,酸素をほとんど含まない窒化ホウ素の成膜に成功した。sp^3結合の膜合成条件を見出せるもと期待している。
3.垂直型プラズマ反応器による研究成果(その2)
マイクロ波プラズマは高周波プラズマよりさらに励起度が高く反応性に富むことが期待される。そこで従来にないステンレス鋼性垂直型マイクロ波プラズマ反応器を試作し製膜実験をしているが,高いパワーレベルでの反応器の過熱を防ぐ冷却手段の工夫が,最重要な課題である。
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