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2001 年度 研究成果報告書概要

高密度VHFプラズマによる薄膜堆積と質量分析、発光時空分光、赤外分光、同時診断

研究課題

研究課題/領域番号 11450116
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関室蘭工業大学

研究代表者

伊藤 秀範  室蘭工業大学, 工学部, 教授 (70136282)

研究分担者 下妻 光夫  北海道大学, 医療技術短期大学部, 教授 (70041960)
佐藤 孝紀  室蘭工業大学, 助教授 (50235339)
田頭 博昭  室蘭工業大学, 学長 (10001174)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
キーワード高密度プラズマ / 発光分光 / 質量分析 / FT-IR / 有機シリコン / プラズマリアクタ / 薄膜堆積 / プラズマCVD
研究概要

本研究の目的は、申請者が開発し構築した発光分光診断法に質量分析法とフーリエ赤外分光(FT-IR)法を加えた3方法同時診断技術を開発し、これを用いて有機シリコン材料による各種シリコン系薄膜生成法の評価を行うことである。今年度の成果は以下の通り。
(1)Tetramethylsilane(TMS)と水素混合ガスによるSiC薄膜堆積で、(1)生成膜の結合状態は、TMSの混合比、流量、自己バイアス電圧V_sに強く依存することを膜評価結果から明らかにした。(2)13.56MHz,50W,133Paでは、混合比5%、流量110sccmのとき良質の膜が得られることを示した。(3)V_sをパラメータにした結果から良質の膜を得るにはH^+の反応の制御が重要であり、V_sが大きいとパワー電極でパウダーが生成すること、アース電極をバイアスすることによってこれを避けるることができることを示した。
なお、基板温度を500℃で堆積を行ったものであり、均一な膜生成が実現していれば画期的な結果である。
(2)発光分光法によって窒素RFプラズマの励起種の時空間プロファイルを求め、N_2ガス中においてもダブルレイヤーが形成することを示した。このことを計算機シミュレーションによっても明らかにした。
(3)誘導結合型プラズ(ICP)マリアクタを製作し、RF〜VHFの電圧を印加してICPの特性解析を主に質量分析法を用いて行った。結果は、(1)電力の増加によって生成イオン数が増加し、N^+密度がN_2^+に比べて大きくなる。(2)イオン生成は気圧、流量に強く依存し、最適値をもつ。13.56MHz,500Wでは、それらの値は40sccm,1.33Paであった。(3)周波数を高くするとN_2^+密度が大きくなる。
(4)分担者(下妻)は、TMSと水素混合ガスを用いて、電極構造をTriode型にして50HzプラズマからSiC薄膜を堆積させ、生成膜の評価を行った。結果として、基板温度750℃,バイアス電圧-200Vで、堆積速度0.75μm/h,屈折率2.7,ビッカース3500Hvを実現した。

  • 研究成果

    (26件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (26件)

  • [文献書誌] 小崎元嗣, 佐藤孝紀, 伊達広行, 伊藤秀範, 田頭博昭: "高次のサンプリング技法を用いた効果的PIC/MC simulatorの開発"電気学会論文誌A. 122-A. 145-150 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 伊藤秀範, 西山伸泰, 佐藤孝紀, 中尾好隆, 田頭博昭: "窒素RFプラズマの発光分光診断"電気学会論文誌A. 121-A. 465-470 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] H.Itoh, Y.Echigo, K.Satoh, M.Shimozuma, Y.Nakao, H.Tagashira: "Deposision of a-SiC Films by RF Plasma Using Tetramethylsilane and Hydrogen"Proc.of 15^<th> Int. Syposium on Plasma Chemistry. 5. 1793-1797 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] M.Shimozuma, M.Yoshino, H.Date, H.Itoh, H.Tagashira: "Deposision of a-SiC Films by Ion-Enhanced Triode Plasma CVD Using TMS + H_2"Proc.of 15^<th> Int. Syposium on Plasma Chemistry. 5. 1823-1828 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 庭本裕司, 佐藤孝紀, 伊藤秀範, 中尾好隆, 田頭博昭, 下妻光夫: "有機シランによる薄膜堆績(3)TMSによるSiCの成膜"2002年(平成14年)春季第49回応用物理学関係連合講演会講演予稿集. (発表予定). (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 貞森壮介, 佐藤孝紀, 伊藤秀範, 中尾好隆, 田頭博昭, 下妻光夫: "窒素誘導結合プラズマの特性解析"2002年(平成14年)春季第49回応用物理学関係連合講演会講演予稿集. (発表予定). (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 庭本裕司, 佐藤孝紀, 伊藤秀範, 中尾好隆, 田頭博昭, 下妻光夫: "有機シランによる薄膜堆積(2)SiC薄膜堆積"第37回応用物理学会北海道支部第7回レーザー学会東北・北海道支部合同学術講演会講演予稿集2002. 12 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 貞森壮介, 佐藤孝紀, 伊藤秀範, 中尾好隆, 田頭博昭, 下妻光夫: "窒素誘導結合プラズマの特性解析"第37回応用物理学会北海道支部第7回レーザー学会東北・北海道支部合同学術講演会講演予稿集2002. 19 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] M. Kozaki, K. Satoh, H. Date, H. Itoh, H. Tagashira: "Developing an Efficient PIC/MC Simulation for RF Plasmas Using Higher Order Sampling"Trans. IEE of Japan. Vol.122-A, No.2. 145-150 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] H. Itoh, N. Nishiyama, K. Satoh, Y. Nakao, H. Tagashira: "Optical Emission Spectroscopic Diagnostics in Nitrogen RF Discharges"Trans. IEE of Japan. Vol.121-A, No.5. 465-470 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] M. Yoshino, M. Shimozuma, H. Date, A. Rodrigo, H. Tagashira: "Properties of TiN Films on Heated Substrate Below 550℃ by 50Hz Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition"Jpn. J. Appl. Phys.. Vol.39, No.3A. 359-362 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] K. Satoh, H. Itoh, H. Tagashira: "Computer Simulation of Capacitively Coupled Radio Frequency in Nitrogen using Propagator Method"Memoirs of the Muroran Institute of Technology. Vol.49. 87-92 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] H. Itoh, Y. Echigo, K. Satoh, M. Shimozuma, Y. Nakao, H. Tagashira: "Deposition of a-SiC Films by RF Plasma Using Tetramethylsilane and Hydrogen"Proc. Of 15^<th> Int. Symposium on Plasma Chemistry. Vol.5. 1793-1797 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] M. Shimozuma, M. Yoshino, H. Date, H. Itoh, H. Tagashira: "Deposition of a-SiC Films by Ion-Enhanced Triode Plasma CVD Using TMS + H_2"Proc. Of 15^<th> Int. Symposium on Plasma Chemistry. Vol.5. 1823-1828 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] M. Shimozuma, M. Yoshino, H. Date, H. Itoh, H. Tagashira: "Deposition of a-SiC Films by Triode Plasma CVD Using TMS + H_2"Proc. Of Plasma Science Symposium 2001/ The 18^<th> Symposium on Plasma Processing. 629-630 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] K. Satoh, H. Itoh, H. Tagashira: "SPATIOTEMPORAL ANALYSIS OF PLASMA KINETICS OF RADIO FREQUENCY GLOW DISCHARGE IN NITROGEN"Proc. Of XIII Int. Conf. On Gas Discharges and Their Applications. Vol.2. 615-618 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] M. Shimozuma, M. Yoshino, H. Date, H. Tagashira: "Deposition of a-SiC:H Films on Si Substrate by 50 Hz Plasma CVD Using Hexamethyldislane + H_2"Proc. Of 14^<th> Int. Symposium on Plasma Chemistry. Vol.4. 1415-1420 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y. Niwamoto, H. Itoh, K. Satoh, Y. Nakao, H. Tagashira, M. Shimozuma: "SiC films deposited by the plasma CVD method and assessment of films"The Papers of Technical Meeting on Electrical Discharges, IEE Japan. ED-02-92. 37-42 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] M. Shimozuma, H. Date, M. Yoshino, H. Tagashira: "Studies of HMDS+ H_2 plasma for SiC film processing"The Papers of Technical Meeting on Electrical Discharges, IEE Japan. ED-99-154. 37-42 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y. Niwamoto, H. Itoh, M. Shimozuma, K. Satoh, Y. Nakao, H. Tagashira: "Thin Film Deposition by Organic Silane (3) SiC Film deposited by TMS and Hydrogen Plasmas"Extended Abstracts(the 49^<th> Spring Meeting, 2002) The Japan Society of Applied Physics and Related Societies. Vol.1. 28a-D-8 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] S. Sadamori, H. Itoh, M. Shimozuma, K. Satoh, Y. Nakao, H. Tagashira: "Analysis on Characteristics of Nitrogen Inductively Coupled Plasmas"Extended Abstracts(the 49^<th> Spring Meeting, 2002) The Japan Society of Applied Physics and Related Societies. Vol.1. 29a-B-11 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y. Echigo, H. Itoh, M. Shimozuma, K. Satoh, Y. Nakao, H. Tagashira: "Deposition of SiC Films by RF Plasma Using TMS and Hydrogen mixtures"Extended Abstracts(the 48^<th> Spring Meeting, 2001) The Japan Society of Applied Physics and Related Societies. Vol.2. 31a-P15-9 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] M. Kozaki, K. Satoh, H. Itoh, H. Tagashira: "PIC/MC Simulation Using Higher Order Sampling"Extended Abstracts(the 48^<th> Spring Meeting, 2001) The Japan Society of Applied Physics and Related Societies. Vol.1. 28p-ZT-8 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] M. Ohkubo, H. Itoh, M. Yoshino, H. Date, M. Shimozuma: "Deposition of SiC Films by Low Frequency Plasma Using TMS + H_2"Extended Abstracts(the 47^<th> Spring Meeting, 2000) The Japan Society of Applied Physics and Related Societies. Vol.2. 31p-ZL-2/II (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] M. Kozaki, K. Satoh, H. Date, H. Itoh, H. Tagashira: "Development an Efficient PIC/MC Simulator for RF Plasmas Using Higher Order Sampling"Proc. Of 2001 Annual Conf. Of Fundamentals and Materials Society IEE Japan. 153-158 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] M. Kozaki, K. Satoh, H. Itoh, H. Tagashira: "A Novel Method for Improving Accuracy and Reducing Calculation Time in Particle Model Simulation"Proc. Of 2001 Annual Conf. Of Fundamentals and Materials Society IEE Japan. 49 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2004-04-14  

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