| 研究概要 |
1.本研究で開発した低圧高密度プラズマは高周波により誘導結合的に発生させるもので, 低圧ICPと名付けた. 本年度購入した13.56MHz他励式電源の津用及びシールド法の改良により, 負荷インピーデンスのマッチングが可能となり, プラズマ作動条件にかかわらず入力を独立変数として扱い得た.
2.水素を作動ガスとする低圧ICP反応器開発で克服すべき最も困難な点は, プラズマと石英反応器内壁との化学的相互作用に起因するSiO_2の化学エッチングである. その克服のため, 当初BN管を水冷石英管中にそう入し壁としたが, BH分子が分光検出され化学スパッタ防止には新しい概念の導入が必要であることが明らかとなった. その方式として, 高周波誘導損失を最少限とするため, 直径3mmの水冷銅管又はタングステン棒20本から成る円筒状の金属分割壁を水冷石英管中にそう入する方式を開発した. プラズマ発生中, これら金属に関与する化学種は分光法では認められず, 不純物の混入が殆んどない安定した低圧水素ICP発生が可能となった.
3.上記反応装置の基礎的特性評価のため, B_2H_6+NH_3系による水素プラズマ環境下でのBN堆積に関する基礎実験を行った. Si基板への堆積状況から, 堆積過程における流れの影響は無視できること, 堆積は余弦法則に基づくこと, 化学量論組成比のBNを得るにはNH_3/B_2H_6の比が25以上必要なこと, 堆積速度は0.4cc/minB_2H_6において6μm/hが得られること, 堆積膜は非晶質で大部分がSp_2結合から成ることなどが判明した.
4.レーザ照射による堆積による堆積過程への影響を検討するため, 上記条件下で基板上にAr下(19Bmm)エキシマレーザ光を照射した. 光学系により2.5mj/mm^2以上のエネルギー密度で照射した場合, 膜中に円すい状の突起物の生成が認められた. 即ち, 高エネルギーフォトンにより成長過程を制御しうる可能性が明らかとなった.
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