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高性能アモルファスシリコンカーバイド(SiC)の超高速成膜に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 13450058
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械工作・生産工学
研究機関大阪大学

研究代表者

芳井 熊安  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30029152)

研究分担者 垣内 弘章  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10233660)
安武 潔  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80166503)
森 勇藏 (森 勇蔵)  大阪大学, 大学院・工学研究科, 客員教授 (00029125)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
2003年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2002年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2001年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
キーワード大気圧プラズマCVD / アモルファスSiC / 超高速成膜
研究概要

本研究では,大気圧プラズマCVD法によりストイキオメトリックなアモルファスSiC(a-SiC:H)薄膜を高速形成することを目的とし,投入電力密度,反応ガス濃度比(CH_4/SiH_4比),基板温度,電極回転速度等の成膜パラメータと,得られたa-Si_<1-x>C_x:H薄膜の成膜速度および膜構造との相関を検討した.その結果,基板温度300℃で最大50nm/sの成膜速度が達成できた.この成膜速度は,従来のプラズマCVD法に比べて2桁程度速い値であり,大気圧プラズマCVD法が,a-SiC:H薄膜の超高速形成技術として非常に有望であることが示された.一方,緻密な[-Si-C-]ネットワーク構造を有するa-SiC:H薄膜を形成するためには,大気圧プラズマ中において,SiH_4およびCH_4分子を十分に分解・活性化するとともに,基板加熱により膜成長表面において過剰な結合水素の脱離を促進させることが重要であることが分かった.しかし,電極回転速度が速すぎる,すなわち,大気圧プラズマ中のガス流速が速すぎると,基板に付着することなくプラズマ外に排出される膜形成ラジカル(SiH_n,CH_n)の量が多くなり,その結果として,それらラジカルの重合体(パーティクル)が多量に生成し,膜構造の劣化を招くことも示された.本研究の結論として,電極回転速度および投入電力,CH_4/SiH_4比を適切に選び,基板温度を550℃まで高くすることにより,膜表面が平滑でストイキオメトリックなa-SiC:H薄膜の超高速形成を実現できた.今後は,本成膜法により超高速形成したa-SiC:H薄膜を種々のデバイスに応用することを前提とした膜評価を進め,成膜プロセスの最適化を行う予定である.

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (22件)

  • [文献書誌] Y.Mori, H.Kakiuchi, K.Yoshii, K.Yasutake: "Hydrogenated Amorphous Si_<1-x>C_x Films Fabricated at Extremely High Deposition rate by Atmospheric Pressure Plasma CVD"Proceedings of the COE International Symposium on Ultraprecision Science and Technology for Atomistic Production Engineering - Creation of Perfect Surface -. 199-204 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Mori, H.Kakiuchi, K.Yoshii, K.Yasutake, H.Ohmi: "Characterization of hydrogenated amorphous Si_<1-x>C_x films prepared at extremely high rates using very high frequency plasma at atmospheric pressure"Journal of Physics D : Applied Physics. 36. 3057-3063 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 垣内弘章, 大参宏昌, 中澤弘一, 安武 潔, 芳井熊安, 森 勇藏: "大気圧プラズマCVD法によるアモルファスSiCの高速成膜に関する研究(第2報)-成膜パラメータの最適化による膜構造の改善-"精密工学会誌. 70(印刷中). (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Mori, K.Yoshii, K.Yasutake, H.Kakiuchi, H.Ohmi, K.Wada: "High-rate growth of epitaxial silicon at low temperature (530-690℃) by atmospheric pressure plasma chemical vapor deposition"Thin Solid Film. 444. 138-145 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 森 勇藏, 垣内弘章, 大参宏昌, 芳井熊安, 安武 潔, 中濱康治: "大気圧プラズマCVD法によるSiN_xの成膜特性"精密工学会誌. 70,2. 292-296 (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 垣内弘章, 中濱康治, 大参宏昌, 安武 潔, 芳井熊安, 森 勇藏: "大気圧プラズマCVD法により高速形成したSiNx薄膜の構造と成膜パラメータの相関"精密工学会誌. 70(印刷中). (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Mori, H.Kakiuchi, K.Yoshii K.Yasutake: "Hydrogenated. Amorphous Si_<1-x>C_x Films Fabricated at Extremely High Deposition Rate by Atmospheric Pressure Plasma CVD"Proceedings of the COE International Symposium on Ultraprecision Science and Technology, for Atomistic Production Engineering-Creation of Perfect Surface-. 199-204 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Mori, H.Kakiuchi, K.Yoshii, K.Yasutake, H.Ohmi: "Characterization of hydrogenated amorphous Si_<1-x>C_x films prepared at extremely high rates using very high frequency plasma at atmospheric pressure"J. Phys.D : Applied Physics. 36,23. 3057-3063 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kakiuchi, H.Ohmi, K.Nakazawa, K.Yasutake, K.Yoshii Y.Mori: "High-Rate Deposition of Amorphous SiC Films by Atmospheric Pressure Plasma Chemical Vapor Deposition (2nd Report)-Improvement of Film Structure by Optimizing the Deposition Parameters-(in Japanese)"J. Japan Society for Precision Engineering (to be published).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Mori, K.Yoshii, K.Yasutake, H.Kakiuchi, H.Ohmi, K.Wada: "High-rate growth of epitaxial silicon at low temperatures (530-690℃) by atmospheric pressure plasma chemical vapor deposition"Thin Solid Films. 444. 138-145 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Mori, K.Yoshii, K.Yasutake, H.Kakiuchi, H.Ohmi, K.Wada: "Deposition Characteristics of SiNx Films by Atmospheric Pressure Plasma CVD (in Japanese)"J.Japan Society for Precision Engineering. 70,2. 292-296 (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kakiuchi, Y.Nakahama, H.Ohmi, K.Yasutake, K.Yoshii, Y.Mori: "Correlation between Deposition Parameters and Structures of the SiN_x Films Deposited at Extremely High Rates by Atmospheric Pressure Plasma CVD (in Japanese)"J.Japan Society for Precision Engineering (to be published).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 森 勇藏, 芳井熊安, 安武 潔, 垣内弘章, 大参宏昌, 和田勝男: "大気圧プラズマCVD法によるエピタキシャルSiの低温かつ高速成長(第1報)-エピタキシャルSi生長条件の検討-"精密工学会誌. 69,6. 861-865 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Mori, K.Yoshii, K.Yasutake, H.Kakiuchi, H.Ohmi, K.Wada: "High-rate growth of epitaxial silicon at low temperature (530-690℃) by atmospheric pressure plasma chemical vapor deposition"Thin Solid Film. 444. 138-145 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Mori, H.Kakiuchi, K.Yoshii, K.Yasutake, H.Ohmi: "Characterization of hydrogenated amorphous Si_<1-x>C_x Firms prepared at extremely high rates using very high frequency plasma at atmospheric pressure"Journal of Physics D : Applied Physics. 36. 3057-3063 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 豊田洋通, 井出 敞, 八木秀次, 垣内弘章, 森 勇藏: "大気圧以上の高圧力下でのプラズマCVDによるダイヤモンドの高速形成"精密工学会誌. 69,10. 1444-1448 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 森 勇藏, 芳井熊安, 安武 潔, 垣内弘章, 大参宏昌, 中濱康治, 江畑裕介: "回転電極型大気圧プラズマCDV法による多結晶Siの成膜特性"精密工学会誌. 70,1. 144-148 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 森 勇藏, 垣内弘章, 大参宏昌, 芳井熊安, 安武 潔, 中濱康治: "大気圧プラズマCDV法によるSiN_xの成膜特性"精密工学会誌. 70,2. 292-296 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 森 勇藏, 垣内弘章, 芳井熊安, 安武 潔, 松本光弘, 江畑裕介: "大気圧プラズマCVD法による太陽電池用アモルファスSiの超高速成膜"精密工学会誌. 68. 1077-1081 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 森 勇藏, 芳井熊安, 安武 潔, 垣内弘章, 大参宏昌, 和田勝男: "大気圧プラズマCVD法によるエピタキシャルSiの低温かつ高速成長(第1報)-エピタキシャルSi成長条件の検討-"精密工学会誌. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Mori, H.Kakiuchi, K.Yoshii, K.Yasutake, M.Matsumoto, Y.Ebata: "High-Rate Deposition of Device-Grade Amorphous Si By Atomospheric Pressure Plasma CVD"Proceedings of the COE International Symposium on Ultraprecision Science and Technology for Atomistic Production Engineering -Creation of Perfect Surface-. 187-192 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 垣内弘章: "大気圧プラズマCVD法の開発"生産と技術. 54. 46-49 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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