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本研究では、プラズマにより励起形成された活性種相互の反応素過程を解明し、半導体薄膜形成の精密制御に応用することを目的としている。本年度は、荷電粒子による基板表面の衝撃損傷を避けるためにプラズマー基板分離型堆積法を開発した。
[マイクロ波によるプラズマの生成]マイクロ波により酸素プラズマを生成した。発光分光分析の結果、O、O_2^*、O_2^+等の存在が確認された。RF放電に比べて、マイクロ波放電では、より高密度のプラズマが容易に得られた。
[活性種の解析]複探針法による測定の結果、プラズマから30cm離れた堆積室では荷電粒子は検出限界以下であった。O_2^*活性種はプラズマの外でもほとんど減少せず、膜堆積室内に多数存在することが、質量分析法によるNOの分布検出の結果から分かった。
[SiO_2膜の堆積]膜堆積室に導入された酸素活性種は原料ガス(シランなど)と反応し、SiO_2膜を形成する。本方法で堆積した膜は、同一基板温度で堆積した熱CVD-SiO_2膜に比べて抵抗率が高く膜内水素の少ない良質な膜であった。O活性種ではなくO_2活性種が主として原料ガスを分解し膜堆積を生じさせていることを、二酸化窒素を利用した化学的方法と質量分析法とを用いて明らかにした。
プラズマ領域と膜堆積領域を分離した堆積法で良質のSiO_2膜堆積を実現し、この方法の有用性を明らかにした。
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