大電力ECR放電型シート状プラズマ源による反応性スパッタリング成膜

使用高功率 ECR 放电型片状等离子体源进行反应溅射成膜

• 批准号: 11750623
• 负责人: 安井 利明
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Osaka University
• 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: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750623/
• 关键词: ECRプラズマ; 反応性スパッタリング成膜; シート状プラズマ; 薄膜; 反応性スパッタリング

本研究では、数kWのマイクロ波を用いたECR放電でシート状の細長いプラズマを生成し、それを反応性スパッタリング成膜に利用することを目的とした。まず、マイクロ波スロットアンテナから放射されるマイクロ波の電磁界解析及び放射電場の測定を行い、均一なマイクロ波照射に必要なスロット形状を調べた。また、永久磁石により作られる共鳴磁場の解析を行い、ECR加熱とプラズマの閉じこめが可能な磁場形状を求めた。そして、上記解析結果を基に、大電力動作が可能な長さ30cmのシート型ECRプラズマ源を製作した。大電力投入時のプラズマ源の動作特性を調べるために、1.5kWのマイクロ波入力によりプラズマ生成を行い、そのプラズマの診断(静電プローブ測定・発光分光測定)を行った。この結果、安定したプラズマの生成が可能であること、大電力化により高密度化が行えたことを示した。また、本スロットアンテナの形状により均一な空間分布のシート状プラズマを生成出来ること示した。次に、プラズマ源の成膜応用として、窒化チタン・酸化チタンなどの反応性スパッタリング成膜を行った。大電力化によってプラズマの高い反応性を保持したまま成膜速度を高め、均一成膜が可能であることを示した。また、ITOのような低電圧スパッタが望ましい材料についても、入力の増加により成膜速度の向上が可能であることを示した。これらの成膜実験の間、大電力動作時においてもマイクロ波窓の汚損なく稼働が行えた。以上の結果を基に、1m幅のシートプラズマ源の作成を行い、その動作実験を行い、ECR放電型シート状プラズマ源の長尺化が容易に行えることを示した。

This study aims to improve the quality of the product by increasing the number of ECRs. Electromagnetic field analysis of radiation waves and measurement of uniform radiation waves Permanent magnets are used to analyze resonant magnetic fields, ECR heating is used to determine the shape of magnetic fields Based on the above analysis results, large power operation is possible for up to 30 cm long. When large power is input, the operation characteristics of the power source are adjusted, and the 1.5 kW power input is generated, and the diagnosis is performed (electrostatic power measurement and emission spectroscopy). As a result, stability and high density can be achieved. The shape of the object is uniform and spatially distributed. Second, the source of film formation process, acidification process, film formation process. High reflectivity of high power film is maintained. Uniform film formation is possible. For ITO, low voltage is desirable for materials, and the increase of input force is likely to increase the film formation rate. The film is formed during the period of high power operation. The above results are based on the following: 1 m amplitude, 1 m amplitude, 1 m amplitude

项目成果

Toshiaki Yasui: "Deposition Characteristics of Linear Sputtering Source Using ECR Discharge"Proceedings of 14th Int. Symp. on Plazma Chemistry. 3. 1635-1639 (1999)

Toshiaki Yasui：“使用 ECR 放电的线性溅射源的沉积特性”第 14 届国际会议论文集。

安井 利明: "Sputtering Deposition of Oxide Films by 30cm-class Long Linear ECR Plasma"Proceedings of 17th Symposium on Plazma Processing. 21-24 (2000)

Toshiaki Yasui：“30cm级长线性ECR等离子体的氧化膜溅射沉积”第17届等离子体处理研讨会论文集21-24（2000年）。

T.Yasui,H.Tahara and T.Yoshikawa: "Synthesis of ITO Thin Films by Electron Cyclotron Resonance Plasma Sputtering"プラズマ応用科学会第8回年会前刷集. (2001)

T.Yasui、H.Tahara 和 T.Yoshikawa：“通过电子回旋共振等离子体溅射合成 ITO 薄膜”，等离子体应用科学学会第八届年会预印本（2001 年）。

T.Yasui,H.Tahara and T.Yoshikawa: "Sputtering Deposition of ITO thin Films by Sheet Shaped ECR Plasma Source"Proceedings of Plasma Science Symposium 2001/The 18^<th> Symposium on Plasma Processing. 605-606 (2001)

T.Yasui、H.Tahara 和 T.Yoshikawa：“通过片状 ECR 等离子体源溅射沉积 ITO 薄膜”2001 年等离子体科学研讨会论文集/第 18 届等离子体加工研讨会论文集。

Toshiaki Yasui: "Development of 30cm Long Linear Sputtering Source Using ECR Discharge"Proceedings of 26th Int. Electric Propulsion Conference. (1999)

Toshiaki Yasui：“利用 ECR 放电开发 30 厘米长的线性溅射源”第 26 届国际会议论文集。