| 研究概要 |
既存の平行平板形RFスパッタ装置(周波数13.56MHz)を改造してプラズマCVD装置を試作した.配管中で原料ガスの液化を防ぐため配管の温度を100℃に加熱するなどの対策を施した.同様な対策を反応室に施した.排気ガスは液体窒素トラップを介して排気し、未分解のガスを取り除く処置をとった.
同装置でTICS(テトライソシアネートシラン)とO_2を原料に用いてSiO_2の堆積実験を行った.膜特性は原料ガス組成比によって大きく変わり,酸素リッチ条件(酵素分圧比80%)で良好な膜(抵抗率5X10^<14>Ωcm,膜密度2.3g/cm^3,屈折率1.47,BHFに対するエッチング速度400nm/min)が堆積できた.酵素添加量が少ない場合は,原料系には水ができる可能性はないものにも関わらず,大きな水に起因する信号がFTIR測定から明らかになったが,これについても,酸素添加量を増やすことにより改善され,FT-IR測定では水分子が観測できない膜を堆積できた.以上により,本研究で提案したCVD法により、水素を完全に取り除いた原料系でのSiO_2が堆積でき,しかも,堆積後にも吸湿しない良好な膜であることを示すことができた.
一方,原料ガスにCF_4を添加して、(1)凸部の優先的なエッチングによる表面平坦化と(2)フッ素添加効果による堆積膜の低誘電率化・低屈折率化を試みたところ,表面平坦化について顕著な効果はなかったが,比誘電率を8%,屈折率を3%,それぞれ無添加時より低減することができた.屈折率をフッ素量で低減可能なことは,膜中に-OH基を含まないことと併せて,TICS/O_2系プラズマCVDSiO_2膜を低損失な「光学材料」としも応用できることを意味しており、新たな応用分野を開拓できると思われる.
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