分光法による反応生プラズマ内の非発光ラジカル密度測定法の開発

开发利用光谱测量反应等离子体中不发光自由基密度的方法

基本信息

批准号：
63632006
负责人：
後藤俊夫
金额：
$ 8.96万
依托单位：
Nagoya University
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：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

研究目的反応生プラズマの物性的・定量的研究を行うには薄膜形成の前駆物質として重要な非発光ラジカルの密度を正確に測定する必要がある。しかしシランプラズマ内に多く存在するSiH_3やSiH_2非発光ラジカルの密度さえまだ測定されていない。本研究では赤外レーザー吸収法、可視及び紫外レーザー分光法(誘起蛍光法、吸収法)を用いたSiHm(m=0-3)非発光ラジカル密度(絶対値)の測定法を開発して、DC及びRFシランプラズマ内の密度測定及び反応速度定数測定等を行う。またそれらの結果を基により簡便な測定法を確立する。63年度研究成果現在までに次の成果を得、63年度当初の研究計画をすべて達成した。1.赤外レーザー吸収法によるラジカル計測(1)直流パルス変調を利用して、SiH_3非発光ラジカルの密度を世界で初めて測定することに成功し、その密度測定法を確立した。さらにこのラジカルの拡散係数及び反応速度定数を決定した。(2)直流パルスプラズマ内のSiH非発光ラジカルの密度測定及び反応速度定数測定を行い、その測定法を確立した。(3)SiH_2ν_2バンドの赤外スペクトルを測定・解析し、電子基底準位内の振動回転準位の分子定数を決定した。2.可視レーザー分光法によるラジカル計測レーザー誘起蛍光法による密度測定を行うためのYAGレーザー装置を購入し、それを含んだ密度測定装置の設計及び製作を行った。上記1.の研究によりSiH〜SiH_3非発光ラジカルの同時測定が可能であることが示された。これはアモルファスシリコンの分野で大きな意味を持つと思われる。

研究目的为了对反应等离子体进行物理和定量研究，需要精确测量作为薄膜形成前体的重要非发光自由基的密度。然而，即使是硅烷等离子体中大量存在的SiH_3和SiH_2等非发光自由基的密度也尚未被测量。在本研究中，我们开发了一种利用红外激光吸收法、可见光和紫外激光光谱（诱导荧光法、吸收法）测量SiHm（m=0-3）非发射自由基的密度（绝对值）的方法。在直流和射频硅烷等离子体中进行密度测量和反应速率常数测量。我们还将根据这些结果建立更简单的测量方法。 1963年的研究成果迄今为止已取得以下成果，1963年原研究计划全部实现。 1.红外激光吸收法自由基测量 (1)利用直流脉冲调制，我们在国际上首次成功测量了SiH_3非发射自由基的密度，并建立了密度测量方法。此外，还测定了该自由基的扩散系数和反应速率常数。 (2)测量了直流脉冲等离子体中SiH非发光自由基的密度和反应速率常数，建立了测量方法。 (3)测量并分析了SiH_2ν_2波段的红外光谱,确定了电子基能级内振动旋转能级的分子常数。 2. 使用可见激光光谱进行自由基测量我们购买了用于使用激光诱导荧光进行密度测量的 YAG 激光装置，并设计和制造了包含该装置的密度测量装置。上述1.的研究表明，可以同时测量从SiH到SiH_3的非发射自由基。这在非晶硅领域看来具有重大意义。