| 研究課題/領域番号 |
05555087
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
電子・電気材料工学
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
平木 昭夫 大阪大学, 工学部, 教授 (50029013)
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| 研究分担者 |
岡田 繁信 (株)島津製作所, 航空機器事業部, 主任研究員
八田 章光 大阪大学, 工学部, 助手 (50243184)
伊藤 利道 大阪大学, 工学部, 助教授 (00183004)
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| 研究期間 (年度) |
1993 – 1994
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| キーワード | ダイヤモンド / 半導体材料 / 多結晶薄膜 / ECR放電 / プラズマCVD / パルス変調 / 発光分光測定 / 赤外レーザー吸収分光測定 |
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| 研究概要 |
本年度は、最大電力5kWのマイクロ波パルス電源と赤外レーザー吸収分光装置を備えたECRプラズマCVD装置を用いて、パルス変調ECRプラズマによるダイヤモンド薄膜の作製、およびパルス変調ECRプラズマの可視・赤外の分光測定を行なった。昨年度、最大電力2kWの実験では、パルス変調によって連続放電の2倍の成長速度が得られたが、今年度、最大電力5kWでは連続放電の3倍以上の成長速度を達成した。
パルス変調プラズマCVDで成長速度が向上するメカニズムについて、昨年度に引き続いて分光測定を行った。赤外レーザー吸収分光によってプラズマ中のメチル(CH_3)ラジカル密度の計測を行なった。ダイヤモンドの成長速度はパルス変調の変調周波数に大きく依存し、500Hzで最大となるが,これに対しメチルラジカルの密度は大きくは変化しなかった。したがってパルス変調による成膜速度の向上は、メチルラジカル以外の活性種の寄与であると予想される。可視領域の発光分光により水素ラジカルの発光強度の時間変化を測定した結果、水素ラジカルの寿命が約1ms程度であることがわかった。この値はダイヤモンド成長におけるパルス変調の最適周波数、500Hzと一致することから、バルス変調による成膜速度の向上は時間平均的な水素ラジカル密度の向上によるものであると考えられる。
本研究の最終目的である常温でのダイヤモンド成長については、従来の傷つけ処理に代って超微粒ダイヤモンドを用いた種付け処理を施すことにより、200度以下の低温で自形の明確な高品質のダイヤモンド膜の作製に成功した。また、150度以下ではポリマーが成長するためにダイヤモンドの成長は困難であり、ポリマーの成長を妨げることが低温化の鍵であることが明かになった。
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