2005 Fiscal Year Annual Research Report
非平衡RFプラズマ空間中に浮遊する微粒子の動力学的挙動の解析
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15360413
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| Research Institution | HIR0SHIMA UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
島田 学 広島大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70178953)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
奥山 喜久夫 広島大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00101197)
WULED Lenggoro 広島大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10304403)
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| Keywords | プラズマダスト / プロセスプラズマ / 低温プラズマCVD / エアロゾル動力学 / 凝集成長 / 粒子荷電 / レーザ光散乱計測 / 輸送・沈着制御 |
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| Research Abstract |
本研究では、非平衡RFプラズマ場で発生する微粒子の性状と輸送に関する計測データの取得にもとづいて、微粒子の成長過程および輸送現象をモデル化により理解することを目的として研究を行った。本年度の研究成果の概要は、以下のとおりである。
(1)TEOS(シリコンの有機化合物)ガスを原料としてSiO_2薄膜のプラズマCVD成膜を行い、発生した微粒子をレーザ光散乱法と吸引法により計測し、プロセス条件を変化させることで微粒子のサイズと個数濃度を支配する因子を系統的に検討した。また、この検討をSiH_4ガスによるアモルファスSi薄膜の成膜プロセスにも適用することで、粒子発生に対する統一的な理解が得られた。また、プラズマ場特性データの計測とシミュレーションも行い、その結果を下記(3)の検討に供した。
(2)TEOSガスからのSiO_2薄膜製造ならびにSiH_4ガスからのアモルファスSi薄膜製造で発生する微粒子の濃度の空間分布、輸送・壁面付着現象を、レーザ光散乱法による可視化手法ならびに壁面上の粒子の顕微鏡観察により検討し、プラズマプロセス条件との関係を明らかにした。
(3)エアロゾル粒子の輸送モデルに、プラズマ中の微粒子に働く力(流体抵抗力、クーロン力、イオン粘性力、重力、熱泳動力、ブラウン拡散力)を考慮し、さらに粒子の荷電モデルを組み込んだ、プラズマ中微粒子の輸送シミュレータによる数値計算を行い、実験結果との比較より、これらのモデルおよびシミュレータの妥当性を検証できた。また、プラズマ中微粒子の帯電状態と静電気力などの外力を積極的に利用した、微粒子のプラズマ中の輸送制御手法を提案し、その有効性を実験的に検証した。
(4)プラズマ中粒子の凝集成長を表現するモデルを、粒子の輸送現象のモデルと連携させて解析し、成長後の粒子のサイズを決定する機構を明らかにした。
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Research Products
(9 results)
