| 研究課題/領域番号 |
13555197
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| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
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研究代表者 |
伊藤 治彦 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (70201928)
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| 研究分担者 |
神田 一隆 (株)不二越, 技術開発部, 開発企画室長(研究職)
齋藤 秀俊 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (80250984)
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| キーワード | アモルファスCN膜 / マイクロ波プラズマCVD / CNラジカル / レーザー誘起蛍光 / ラジカル計測 / 絶対密度 / 堆積速度 / 付着確率 |
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| 研究概要 |
本年度は水素化されたアモルファス窒化炭素(α-CN_χ:H)膜の前駆体であると考えられるCN(X^2Σ^+)状態について、CN(A^2Π_<i->X^2Σ^+)遷移のレーザー誘起蛍光(LIF)分光測定を行い、そのLIF強度に基づきCN(X^2Σ^+)状態の絶対密度を決定した。また、得られたCN(X^2Σ^+)状態の絶対密度を用いて、α-CN_χ:H膜へのCNラジカルの付着確率を見積もった。
(1)CN(X^2Σ^+)状態の絶対密度
CNラジカルをチャンバー上流に設けたガラス管内(25mmφ)でマイクロ波プラズマを用いて生成し、下流のチャンバー内でレーザー光を照射した。CN(A^2Π_<i->X^2Σ^+),4-0、5-1および7-2bandのLIF測定を行なった。得られたLIFスペクトル線の強度に基づき絶対密度を以下のように見積もった。測定したLIFスペクトルの大部分は回転線が重なって現れるため、シミュレーション解析を行い、得られた一本一本のLIF強度をP_<Ar>=7Torrで得られたレイリー散乱強度を用いて校正し、各回転準位の絶対密度を見積もった。それらを全て足し合わせることにより、CN(X^2Σ^+)の絶対密度を1.5(3)×10^<20>m^<-3>と決定した。
(2)CNラジカルの付着確率
レーザー光路の下流10mmにSi基板を設置し、α-CN_χ:H膜を1時間堆積させた。その結果、最大で1.5nm/sの堆積速度を達成した。この値は、本研究室でこれまでに作製されたα-CN_χ:H膜の堆積速度の4倍程度で、飛躍的に向上したといえる。このことは、LIFの測定で、CN(X^2Σ^+)状態が高効率で生成していることと矛盾しない。また10×10mm^2のSi基板上にCNラジカルを3時間堆積させると、α-CN_χ:H膜が重量にして5mg程度堆積した。この値とCN(X^2Σ^+)の絶対密度とを用いて、CN(X^2Σ^+)の付着確率(S)を見積もった結果、0.02の値を得た。
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