誘導結合式・高密度プラズマ堆積プロセスにおけるフリーラジカルの役割と組織制御

自由基和结构控制在电感耦合高密度等离子体沉积过程中的作用

• 批准号: 07217205
• 负责人: 吉田 豊信
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07217205/
• 关键词: フリーラジカル; 誘導結合式プラズマ; 原子状酸素; 低圧ICP; プラズマフラッシュ蒸発法; cBN; 酸化物超伝導体; QMS‐IEA; フリーラジカル; 誘導結合式プラズマ; 原子状酸素; 低圧ICP; プラズマフラッシュ蒸発法; cBN; 酸化物超伝導体; QMS‐IEA

A.高周波熱プラズマの研究(1).YBa_2Cu_3O_<7-x>膜の高速堆積・プラズマフラッシュ蒸発法によるYBa_2Cu_3O_<7-x>膜堆積において、基板-ト-チ間距離、原料供給速度、基板温度をパラメータとしてc軸配向する限界の供給速度を調べた。基板-ト-チ間距離を短くする、即ちOラジカルfluxを多くし、成膜種(クラスター)のサイズを小さくするとc軸配向する限界の供給速度が増大した。また、基板温度530℃でも超伝導膜が得られ、低温堆積が可能となった。・このような雰囲気での酸化物超伝導体YBCOの成長モードは、条件によりスパイラル成長から2D核生成成長へと変化する。これは、成膜種(クラスター)の大きさの変化により説明できる。・スパイラル成長時のテラス幅は、基板温度や成長速度を考慮しても、他のプロセスのものと比べ非常に広い。これは、高いOラジカルfluxによるものとも考えられる。・高速堆積では、堆積速度2mm/minでSrTiO_3単結晶上へYBCO膜がエピタキシャル成長した。また堆積速度0.1mm/minでは半値幅0.1deg以下のロッキングカーブを持つ膜が得られた。超高速エピタキシャル成長機構の解明以上より、高周波熱プラズマの高密度ラジカルフラックス及び成膜種のクラスター化を利用した超高速エピタキシャル成長法への基本的知見が得られた。B.低圧誘導結合式プラズマ(ICP)の研究(1)低圧ICP‐CVD法によるc‐BN薄膜堆積・低圧ICPを用いたcBNの低圧気相合成における基板に到達するNラジカルの量及びエネルギー分布をQMS‐IEAを用いて測定した。・上記Nラジカルの量N/N_2はglow →ICP遷移に伴い急激に増加し2%に達する(基板位置4cm)。・基板位置8.2cmでは上記Nは検出されなかった。これは再結合による消失と思われる。・低圧ICPにより合成したcBN膜中の窒化率は1で、上記条件では基板位置に対してほとんど変化しない。・核生成に必要な条件と膜成長に必要な条件は異なることが判明した、これにより双方の独立した最適化による高品質なcBN膜堆積への可能性を示唆した。

A.高频热等离子体的研究（1）。在YBA_2CU_3O_ <7-X>通过高速沉积和等离子体闪光蒸发方法的膜中，研究了使用基板到TIP距离，原材料供应速率和基板温度作为参数作为参数的供应速率。通过缩短底物到锥形距离，即增加O-radical通量的量并减少膜形成物种的大小（群集）（群集），C轴取向极限的供应速度增加了。此外，即使在530°C的底物温度下，也获得了超导膜，从而允许低温沉积。 - 根据条件，氧化物超导体YBCO的生长模式从螺旋生长变为2D成核的生长。这可以通过膜形成物种（簇）的大小的变化来解释。 - 螺旋生长期间的露台宽度比其他过程的宽度要大得多，甚至考虑了底物温度和生长速度。这也可以归因于高O根部通量。 - 在高速沉积中，YBCO膜以2 mm/min的沉积速率在SRTIO_3单晶体上生长。此外，以0.1 mm/min的沉积速度获得了锁定曲线小于0.1度的膜。从上述对超快速外延生长机制的澄清，对于使用高频热等离子体的高密度自由度通量和膜形成物种的聚类，已经获得了基本知识。 B.研究低压电感耦合等离子体（ICP）（1）使用QMMS-IEA测量使用低压ICP的低压ICP-CVD方法和低压气相合成CBN的低压ICP-CVD方法和低压气相合成在C-BN薄膜沉积过程中达到底物的量和能量分布。 - N/N_2高于N/N_2的n根量随着发光→ICP过渡而急剧增加，达到2％（底物位置4cm）。 - 在8.2 cm的底物位置未检测到上述n。这似乎是由于重组而失踪。 - 低压ICP合成的CBN膜中的硝化速率为1，在上述条件下，相对于底物位置几乎不会改变。 - 成核和膜生长所需的条件是不同的，这表明通过两者的独立优化，高质量CBN膜沉积的可能性。