低インダクタンス型マルチ線状内部アンテナを用いた大容積RFプラズマ源の開発

使用低电感多线性内置天线开发大容量射频等离子体源

基本信息

批准号：
12780356
负责人：
節原裕一
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Kyoto University (2001)Osaka University (2000)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

主に内部アンテナ系の開発に関して実施した初年度での研究成果をもとにして、本年度はプラズマ源を構築し、プラズマの特性に及ぼすアンテナ系の低インダクタンス化の効果を明らかにすると共に、表面改質プロセスならびに機能性薄膜の成膜プロセスヘの応用に関する基礎検討を行った。まず、周回しない構造の低インダクタンス線状アンテナを内部アンテナとして備えたユニットを複数個用いて、直径400mmの放電容器においてマルチアンテナ型プラズマ源を構築し、従来のアルゴン以外に窒素、水素ならびに酸素中でのプラズマ生成実験を行った。アルゴンでは10^<12>cm^<-3>に達する高密度プフズマが得られ、窒素、酸素ならびに水素中においても、10^<11>cm^<-3>程度の高密度プラズマを生成可能であることが明らかとなった。さらに、アンテナの構造を低インダクタンス化することにより、アンテナに発生する高周波電圧を効果的に抑制することが可能であることと共に、プラズマ電位を効果的に抑制可能であることが明らかとなった。また、RF増幅器とアンテナとの結合について調べた結果、特に整合条件をさらに検討する必要があることが分かった。さらに、内部アンテナ型RFプラズマ源を用いて、IV族元素薄膜の成膜プロセスと表面改質に関する予備実験を行い、低インダクタンス型マルチ線上内部アンテナを用いたRFプラズマ源により、良好な微細構造と特性を有する薄膜を合成可能であることが明らかになった。その際、高密度プラズマの生成と共に特にプラズマ電位の抑制効果が重要であることが示唆された。また、ナノコンポジット薄膜合成による表面改質プロセスヘの応用を検討するため・プラズマからのイオン衝撃を模擬した成膜予備実験を行い、薄膜の構造と特性に及ぼす成膜条件の影響について調べ、組成が薄膜の微結晶化に大いに影響を及ぼしていることが明らかとなった。

基于第一年的研究成果，主要涉及内部天线系统的开发，今年我们构建了等离子体源，阐明了降低天线系统的电感对等离子体特性的影响，并进行了基础研究改性工艺及其在功能薄膜成膜过程中的应用。首先，使用多个配备有非循环结构的低电感线性天线作为内部天线，在直径为400mm的放电容器中构建多天线型等离子体源，进行等离子体生成实验。在氩气中可得到达到10^<12>cm^<-3>的高密度等离子体，在氮气、氧气、氢气中可产生10^<11>cm^<-3>左右的高密度等离子体很明显。另外，可知通过降低天线结构体的电感，能够有效地抑制在天线中产生的高频电压，并且能够有效地抑制等离子体电位。另外，研究RF放大器和天线之间的耦合的结果发现，有必要进一步特别考虑匹配条件。此外，我们使用内部天线型射频等离子体源对IV族元素薄膜的成膜过程和表面改性进行了初步实验，结果表明可以合成具有这些特性的薄膜。当时有人提出，等离子体电位的抑制作用以及高密度等离子体的产生尤为重要。此外，为了考虑纳米复合薄膜合成在表面改性过程中的应用，我们进行了模拟等离子体离子轰击的初步薄膜沉积实验，研究了薄膜沉积条件对薄膜结构和性能的影响，并研究了薄膜沉积条件对薄膜结构和性能的影响。很明显，这对薄膜的微晶化有很大影响。