磁気フィルター付バケット型プラズマ源を用いた反応性プラズマ中の粒子組成の制御

使用带磁性过滤器的桶形等离子体源控制反应等离子体中的颗粒成分

基本信息

批准号：
63632517
负责人：
福政修
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Yamaguchi 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

プラズマプロセスによる成膜過程の第一段階は電子衝突による各種イオン並びに中性励起種の生成であり、これは電子エネルギー分布の形や電子密度に強く依存している。本研究は、静かで一様なプラズマ生成が可能な磁気多極型(バケット型)プラズマ源に移動式の磁気フィルターを付加したプラズマ源を考察し、磁気フィルターによる電子エネルギー分布を中心としたプラズマパラメータの空気的制御について検討した。1.磁気フィルターにより放電容器は空間的に2分されるが(上流側でフィラメントのあるプラズマ生成域と下流側の拡散プラズマ域)、フィルターの前後で電子エネルギー分布、電子密度、電子温度、浮遊電位等のプラズマパラメータが大きく異なることが判明した。即ち、プラズマ生成域は高速一次電子が含まれた高密度プラズマとなり(イオン・ラジカル生成域)、拡散プラズマ域は高速電子が完全に除去された低電子温度で低密度のプラズマとなっている(成膜域に適する)。2.プラズマパラメータが大きく異なる2つのプラズマ状態域の空間的制御は、磁気フィルターの位置を変えることにより容易に行える。しかも、それぞれの領域で安定で一様なプラズマ状態が維持されているる3.水素とアルゴンにて同様の実験を行ったが、電子エネルギー制御等については同様の結果が得られた。しかし、水素プラズマ中では多量のH^-負イオンが生成され、シース構造に違いがみられる。4.水素プラズマ中のH^-生成量は、同一放電条件下であっても、容器壁材質の違いにより大きく異なることが判明した。これは振動励起分子H_2^*の壁での反射係数が材質により異なることに起因する現象である。今後は反応性ガスとしてメタンを用いた実験を行い、(1)電子エネルギー分布と励起種・ラジカル種組成との関係、(2)希釈ガスの違い(負イオンの有無)と成膜過程の関係等について検討する予定である。

使用等离子体工艺的成膜工艺的第一步是通过电子碰撞产生各种离子和中性激发物种，这在很大程度上取决于电子能量分布的形状和电子密度。在本研究中，我们考虑了一种磁性多极（桶型）等离子体源，它可以产生安静且均匀的等离子体，并添加了可移动的磁性过滤器，并重点关注基于磁性过滤器引起的电子能量分布的等离子体生成。的参数进行了研究。 1. 放电容器在空间上被磁过滤器一分为二（上游侧有灯丝的等离子体生成区域和下游侧的扩散等离子体区域），但在过滤器之前和之后，电子能量分布、电子发现等离子体参数如电势、密度、电子温度和浮动存在显着差异。换言之，等离子体产生区域成为含有高速一次电子的高密度等离子体(离子/自由基产生区域)，扩散等离子体区域成为高速电子在其中产生的低电子温度的低密度等离子体。被完全去除（（适用于成膜区域）。 2.通过改变磁性过滤器的位置，可以轻松地对等离子体参数差异较大的两个等离子体态区域进行空间控制。而且各个区域都保持了稳定、均匀的等离子体状态。3.用氢气和氩气进行了类似的实验，在电子能量控制等方面得到了类似的结果。但氢等离子体中会产生大量的H^-负离子，且鞘层结构不同。 4.发现即使在相同的放电条件下，氢等离子体中产生的H^-的量也根据容器壁的材料而有很大变化。这种现象是由于振动激发分子 H_2^* 壁上的反射系数根据材料的不同而不同造成的。未来，我们将使用甲烷作为反应气体进行实验，我们将研究（1）电子能量分布与激发物种和自由基物种组成之间的关系，以及（2）稀释气体差异之间的关系（我们计划考虑这些问题。