複合プラズマの生成と反応の制御

• 研究課題/領域番号: 63632008
• 研究種目: 重点領域研究
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 板谷 良平 京都大学, 工学部, 教授 (90025833)
• 研究分担者: 池畑 隆 茨城大学, 工学部, 助教授 (00159641) ; 真瀬 寛 茨城大学, 工学部, 教授 (30007611) ; 久保 寔 京都大学, 工学部, 教務技官 (80089127) ; 吉本 昌弘 京都大学, 工学部, 助手 (20210776) ; 松波 弘之 京都大学, 工学部, 教授 (50026035)
• 研究期間 (年度): 1988
• 研究課題ステータス: 完了 (1988年度)
• 配分額: 10,000千円 (直接経費: 10,000千円); 1988年度: 10,000千円 (直接経費: 10,000千円)
• キーワード: 複合プラズマ / 積層プラズマ / ECRプラズマ / エチレンの分解 / ホローカソード / マイクロ波放電 / プラズマの時定数 / プラズマの有効長

研究概要

本研究はプラズマ内の複雑な反応を、単純な反応に分離して観測、制御できるように、プラズマの時定数並びにプラズマの有効長の概念を確立し、さらに、2つ以上の電源を使用して複合プラズマを発生することにより、従来の方法では実現出来なかった、精密にプラズマを制御する方法を確立することを目的とする。
このために
1.電子密度、電子温度及び厚さなど、プラズマ特性の異なる複数の膜状プラズマ、即ち、積層プラズマを無電極で発生する方法を確立し、プラズマパラメタを変えて反応性ガスのプラズマ内の等価滞留時間を調節することにより、反応の分離、並びに制御を単純化する。
2.2つ以上の特性の異なるプラズマを用いて、シラン系とメタン系など異種類のガスを別々に解離することにより、それぞれの解離の状態と合成された気体のラジカルの組成の制御性、並びに作成される膜質の特性について相互の関係を明らかにする。
の2点について研究を進め、
1.プラズマ生成に関するガス圧力、磁界強度、磁界形状、マイクロ波電力の間の関係を明確にし、次いで、マイクロ波による無電極の積層プラズマを実現した。さらにメタン、及びエチレンをこれらのプラズマに導入し、プラズマの寸法にガスの解離に及ぼす影響について測定し、解離係数を評価した(板谷、久保)。
2.エチレンの分解を高周波とマイクロ波の2つの放電プラズマを用いて比較し、マイクロ波プラズマの優位性、並びにその場合の水素希釈の有効性を確認した(松波、冬木、吉本)。
3.複合プラズマを生成する方法として、ホローカソードを束ねて用い、合成されたプラズマの特性を調べた(真瀬、池畑)。