| 研究課題/領域番号 |
08558043
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
佐藤 徳芳 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40005252)
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| 研究分担者 |
平田 孝道 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80260420)
畠山 力三 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00108474)
飯塚 哲 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20151227)
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| キーワード | 大面積プラズマ / 均一プラズマ / 高周波放電 / 変形マグネトロン型放電 / 大口径プラズマ / 高密度プラズマ / マグネットリング / LC共振放電 |
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| 研究概要 |
実験は、新しく制作された大型真空容器(直径130cm、長さ1m)を用いた変形マグネトロン型高周波(RF)放電装置で行い、プラズマの高均一化と高密度化が達成された。
(1)大口径プラズマ源においては、半径方向の均一性のみならず円周方向の均一性も重要になってくる。しかしながら、装置サイズが大きくなり、用いる周波数の波長1/4程度に近づくと、高周波電力の導入部とその反対側とで高周波振幅に差が生じ、高周波電極上で不均一となりプラズマの一様性が失われる。本研究では円周方向の均一性の改善のために、高周波電極上に並べた永久磁石リングの強さを変えることで充分な均一性が得られることが分かった。装置の大気側から鉄板の磁気ヨ-クを付加し、磁力線の強度を局所的に変えると、基板前面の磁場分布が変化し、プラズマ密度分布が制御できることが分かった。
(2)さらに、高周波電力をより高効率でプラズマ生成に供給するため、片方の基板を補助電極としてLC共振させ、プラズマ密度の高密度化を達成できることが分かった。補助電極の外部回路にLC直列回路を挿入し、入力高周波と並列共振を行わせると、補助電極電位の振幅が増大し、プラズマ電位振幅を強められ、プラズマ中心部での放電が増大しプラズマ密度の増加が観測された。同様の結果が、補助電極に高周波電力を直接導入することでも観測され、大口径プラズマの高密度化の極めて有効であることが分かった。
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