縦磁界印加同軸線路形マイクロ波プラズマCVD装置の開発と成膜機構の研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07650383
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 加藤 勇 早稲田大学, 理工学部, 教授 (80063775)
• キーワード: 縦磁界 / 同軸線路形マイクロ波プラズマCVD / 横方向への拡散の抑制 / 電子密度の高濃度化 / 水素プラズマの安定化 / プラズマパラメータの計測 / SiN膜の評価 / 高速堆積

研究概要

本研究は、1.同軸線路形マイクロ波プラズマ作成装置にマイクロ波電界と平行に直流磁界を印加して、プラズマの管壁方向への拡散を抑えることにより、放電の安定化を計るとともに電子密度の高濃度化を計ること、さらに2.本装置に堆積室を接続し、堆積室内には直流磁界もマイクロ波電力も入らないように設計し、堆積室内に空間的アフタ-グロープラズマを作成し、低温で、静かなプラズマ中でCVDを行わせることを目的としている。平成7年度には比較的放電し易いArガスおよびN_2ガスと放電しにくいH_2ガスを選び研究を行い、上記目的の前半をほぼ完成した。
そこで平成8年度には上記目的の後半であるCVDに主として着目し、研究を行い下記の結果を得た。
1.N_2ガスを用い電子密度の高濃度化を確かめるとともに、SiN膜の作製を行い、屈折率、N-H結合濃度、Si-H結合濃度、ダングリングボンド濃度や光学的エネルギーギャップを測定し、磁界のない場合と同様な良質な膜特性のままで、磁界印加により、より高速な膜堆積を行えることを明らかにした。
2.無磁界では放電が弱く、電子密度が低すぎて非常に低速でしか、a-Si:H膜が作製できなかった本装置に、磁界を印加することにより、電子密度の高濃度化が計れることをプローブ測定により明らかにした。さらに、最適磁界が約1400ガウスであることを見いだし、この条件で、a-Si:H膜作製実験を行った。その結果、7nm/sという高速堆積が行えることを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Naganori Takezawa,Isamu Kato: "In situ Measurement of the Optical Constant of Ultra Thin Films Using Optical Fiber Sensor" SPIE Proceedings. Vol.2997. (1997)
• [文献書誌] Xuantong Ying,Yoshinori Morita,Taro Kamiko,Isamu Kato: "Fabrication of SiN Film by Using Coaxial Line Type MPCVD System with Longitudinal Magnetic Field" Proceedings of ICRP-3/SPP-14. Pl-31. 144-145 (1997)
• [文献書誌] Hirotaka Ogihara,Hidetaka,Iizuka,Nobuyuki,Koshiji,Isamu Kato: "Separation of Film Surface Heating Effect and Ion Implanting Effect" Proceedings of ICRP-3/SPP-14. lva-6. 57-58 (1997)
• [文献書誌] Naganori Takezawa,Nobuyuki Koshiji,Isamu Kato: "In situ Measurement of Change of Ultra Thin Films In Elapsed Time Using Optical Fiber Sensors." Proceedings of ICRP-3/SPP-14. Pl-33. 148-149 (1997)
• [文献書誌] Taro Kamiko,Yoshinori Morita,Tadahiko Ando,Isamu Kato: "Influence of Longitudinal Magnetic Field Applied to Coaxial Line Type Micro Wave Plasma (IV)" Proceedings of ICRP-3/SPP-14. P3-12. 403-404 (1997)