| 研究課題/領域番号 |
63550022
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| 研究機関 | 東洋大学 |
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研究代表者 |
村山 洋一 東洋大学, 工学部, 教授 (40057956)
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| 研究分担者 |
小室 修二 東洋大学, 工学部, 講師 (90120336)
小海 秀樹 東洋大学, 工学部, 講師 (80058099)
柏木 邦宏 東洋大学, 工学部, 助教授 (30058094)
森川 滝太郎 東洋大学, 工学部, 教授 (80191013)
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| キーワード | プラズマ発光分析 / 反応性イオンプレーティング / InN膜 |
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| 研究概要 |
プラズマを用いた薄膜形成では、プラズマ中のイオン、励起粒子などの状態が大きな役割を担っていることが知られているが、プラズマ中での化学反応はまだ十分に解明されていない。プラズマ中の粒子の挙動を調べる方法としてプラズマ診断がある。その中の1つに発光分光分析法(OES)がある。これはプラズマと非接触で測定でき、さらにin situのプロセスの監視や制御に適している。本研究では反応性イオンプレーティングの成膜過程に上記手法を用いた。えられた膜物性と発光分析の結果との関連性を検討した。本実験ではInN膜について実験を行った。
観測できたスペクトルは、N_2からは390、431、662、760nmであり、Inからは408、452nmの波長である。短波長側の発光強度はN_2ガスの増加と共に減少し、長波長側の発光強度が増加する。この原因は、基底状態のN_2分子が電子との非弾性衝突によってN_2プラズマにおける励起ダイヤグラムの基底状態からC状態の準位まで励起され、ガス圧の増加に伴い電子以外のN_2分子同士でも衝突が起こり、高エネルギーをもったN_2分子がそれ以外の分子にエネルギーを与え、この結果基底状態からB状態まで励起されるN_2分子が増加するためであると考えられる。
膜物性に対するイオンの影響は、基板前面にグリッドを設け、そこに印加したバイアス電圧と基板に流れ込んでくるイオン電流との関係を測定した。グリッドバイアス電圧の増加と共にN_2の発光強度は減少するが、Inの発光強度は一定である。この時の膜の結晶性をX線回析で調べると、バイアス電圧の増加と共に未反応のInピークが大きくなる傾向が確認された。よってInN膜の反応過程においては、Inの励起状態よりもN_2の励起状態の方が膜物性に依存度が大きいことが判明した。
本研究は応用物理学会および表面技術協会講演会にて発表を行った。
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