表面反応制御用高品質中性ラジカルビームの生成技術の開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12640396
• Research Institution: Kanazawa Institute of Technology
• Principal Investigator: 林 啓治 金沢工業大学, 工学部, 助教授 (30281455)
• Keywords: 中性フリーラジカルビーム / 半導体デバイスプロセス / 負イオンビーム / レーザー光励起 / 表面素過程制御 / 化学物理 / ab initio分子軌道法 / 反応設計

Research Abstract

研究代表者の提案したPDINIB(photo-deionization of negative ion beams)法およびPDECB(wavelength-selective photo-dissociation of energetic compound beams)法によって所望の中性フリーラジカル種の"高品質な"定常フラックスビームを効率よく生成し、材料清浄表面に照射して表面におけるフリーラジカルプロセスを精密に制御する技術の開発を、中性フリーラジカルビームの生成実験および反応素過程の第一原理計算に基づく理論設計の両面から進めた。
PDINIB法について、平成13年度は、開発を進めてきた材料プロセス装置試作機におけて、負イオンビームとCWレーザービームの最適なアライメントなどの系統的な条件出しを行ない、その成果として高フラックスの中性フリーラジカルビームを再現性良く生成できるようになった。なおアライメントには中性フリーラジカルビーム生成レートの高感度計測法として平成12年度に高精度化を達成したPMMP(photoelectron-current measurement by low-frequency electro-modulation probe)法を利用した。
PDECB法については、これまでの実験成果を踏まえ、電子相関を考慮したab initio分子軌道法に基づく反応設計手法を精密デバイスプロセスの理論設計に利用する技術の開発を進めた。具体的には、dialkyl group-III azideを原料としてPDECB法によりdialkyl group-III nitreneのビームを生成し得ること、および、これらのIII族窒化物biradicaloidの分子ビームを用いIII族窒化物のstoichiometricな薄膜を低温成長させ得ることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] Keiji Hayashi: "A Sensitive In Situ Method to Measure the Rate of Neutral Free Radical Production by Photo-Deionization of Negative Ion Beams"Journal of Vacuum Science and Technology A. 20・3(in press). (2002)
• [Publications] Keiji Hayashi: "Ab Initio Molecular Orbital Characterization of Dimethyl Group-III Azides as Sources for Photolytic Production of Free Radical Beams"Journal of Vacuum Science and Technology A. 20・3(in press). (2002)
• [Publications] Keiji Hayashi: "Phonon-Band Engineering as a Novel Approach to Modify Frictional Characteristics of Mesoscopic Solid Materials"Computer Physics Communications. 142・1-3. 238-242 (2001)
• [Publications] Keiji Hayashi: "A Sensitive Probe Technique to Measure the Rate of Neutral Free Radical Production by the Method of Photo-Deionization of Negative Ion Beams"Chinese Journal of Lasers Supplement. B10. IV17-IV19 (2001)
• [Publications] Keiji Hayashi: "Possible Designing Artificial Materials of Desired Wearless-Frictional Characteristics for Nano-Electromechanical Systems"Proceedings of the International Tribology Conference. I. 785-788 (2001)
• [Publications] Keiji Hayashi: "Spatial Ion-species Distributions in a Large-volume ICP Source"Surface and Coatings Technology. 136. 102-105 (2001)