シランプラズマにおける陰極シース内のラジカル生成とその挙動

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シランプラズマにおける陰極シース内のラジカル強発光機構とシリコン微粒子生成と輸送機構を調べるために、シランプラズマの陰極降下領域においてラジカル種の発光分光計測およびレーザー分光計測を行なった。主な結果は以下の通りである。1.シランプラズマにおける陰極シース内のラジカル強発光機構陰極降下領域でのSiHとHの強発光機構を重粒子衝突の側面から考察し、荷電交換高速中性粒子によるシラン分子の解離性衝突励起が重要であることを示した(2)純Ar中の準安定Ar密度の絶対値をレーリー散乱を用いて評価した。また、陰極降下領域での準安定Arの速度分布関数を計測し、高速の準安定Arの存在を確認した。ArイオンのLIF検出を試みたが、大きなクエンチングのため0.1Torrオーダーのグロー放電中では困難であった。SiHのLIF計測をミー散乱の問題が生じない0.1Torr以下で試みたが、大きな迷光に妨害され、SiHからの蛍光信号を確認するには至らなかった。2.シランプラズマにおけるシリコン微粒子生成と輸送機構(1)市販のCCDカメラを用いて、かなり大きく成長した微粒子について磁界印加に対する微粒子の空間分布変化を詳細に観測した。イオン衝撃力の空間的アンバランスに起因すると考えられるE×Bドリフトとは反対方向の微粒子輸送が観測された。(2)放電初期の微粒子成長と電極に堆積するアモルファスシリコン膜による二次電子放出の変化に起因すると考えられるプラズマインピーダンスの変化が観測された。(3)ICCDカメラを用いた微粒子の高感度ミー散乱光計測装置を製作し、シリコン微粒子の二次元計測に適用した。さらに高出力パルス色素レーザー(波長400nm)によるミー散乱計測を検討した。