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

硅烷等离子体阴极鞘层中自由基的产生及其行为

• 批准号: 05237226
• 负责人: 藤山 寛
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Nagasaki 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: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05237226/
• 关键词: シランプラズマ; アモルファスシリコン; 微粒子; ミー散乱; ICCDカメラ; グロー放電; レーザー誘起蛍光法; 重粒子衝突

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。

シ ラ ン プ ラ ズ マ に お け る cathode シ ー ス within の ラ ジ カ top ル 発 light と シ リ コ ン particles generated と transportation agency を adjustable べ る た め に, シ ラ ン プ ラ ズ マ の cathode fall field に お い て ラ ジ カ ル kind の 発 optical spectrometer measuring お よ び レ ー ザ ー spectrometer measuring line を な っ た. The main な result な is followed by な である. 1. シ ラ ン プ ラ ズ マ に お け る cathode シ ー ス within の ラ ジ カ top ル 発 light cathode fall field で の SiH と H top の 発 light を heavy particle conflict の side か ら し, exchange high-speed neutral particles charged に よ る シ ラ ン molecular の dissociation excitation sexual conflict が important で あ る こ と を shown し た の quasi stable in pure Ar (2) Ar polices numerical density の Youdaoplaceholder0 リ リ を scattered を use て て to comment on 価 た た. Youdaoplaceholder0, the velocity distribution threshold of で <s:1> quasi-stable Ar <e:1> in the cathode drop field is measured を, the existence of high-speed <s:1> quasi-stable Ar <e:1> is confirmed を た. Ar イ オ ン の LIF 検 try out を み た が, big き な ク エ ン チ ン グ の た め 0.1 Torr オ ー ダ ー の グ ロ ー discharge in で は difficult で あ っ た. SiH の LIF measuring を ミ ー scattered の problem が raw じ な い で try below 0.1 Torr み た が, big き な fan light に sabotage さ れ, SiH か ら の 蛍 optical signal を confirm す る に は to ら な か っ た. 2. シ ラ ン プ ラ ズ マ に お け る シ リ コ ン particles generated と transport agency (1), vendor の CCD カ メ ラ を with い て, か な り big き く growth し た particles に つ い て magnetic boundary Inca に す seaborne る particles の spatial variations change を detailed に 観 measuring し た. イ オ ン blunt shock force の space ア ン バ ラ ン ス に cause す る と exam え ら れ る E x B ド リ フ ト と は reverse direction seaborne の particulate conveying が 観 measuring さ れ た. (2) the early discharge の particles grow と electrode に accumulation す る ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン membrane に よ る secondary electron emit の variations change に cause す る と exam え ら れ る プ ラ ズ マ イ ン ピ ー ダ ン ス の variations change が 観 measuring さ れ た. (3) the ICCD カ メ ラ を with い た particles の Gao Gan degrees ミ ー を し making, scattered light measuring device シ リ コ ン particles の secondary yuan measuring に applicable し た. Youdaoplaceholder0 high output パ た ス ス pigment レ ザ ザ ザ ザ (wavelength 400nm)による による <s:1> dispersion measurement を検 attack た た.

项目成果

Hiroshi Fujiyama: "Dynamics of Silicon Particles in DC Silane Plasmas Transported by a Modulated Magnetic Field" Proc.of the 2nd Int.Conf.on Reactive Plasmas and 11th Symp.on Plasma Processing,Yokohama. 569-572 (1994)

Hiroshi Fujiyama：“调制磁场传输的直流硅烷等离子体中硅粒子的动力学”，第 2 届国际反应等离子体会议和第 11 届等离子体处理研讨会论文集，横滨。

Yoshinobu Matsuda: "Influence of Heavy Particle Collision on Optical Emission in the Cathode Fall Region of a DC Argon/Silane Glow Discharge" Proc. of the 2nd Int.Conf.on Reactive Plasmas and 11th Symp.on Plasma Processing,Yokohama. 527-530 (1994)

Yoshinobu Matsuda：“重粒子碰撞对直流氩/硅烷辉光放电阴极下降区域光发射的影响”Proc。

Hiroshi Fujiyama: "Dynamics of Silicon Particles in the Modulated Crossed Magnetic and Electric Fields in Silane Plasmas" Proc.of the 6'th Asian Conf.on Elect.Discharge,Oita. 15-158 (1993)

Hiroshi Fujiyama：“硅烷等离子体中调制交叉磁场和电场中硅粒子的动力学”，第六届亚洲放电会议论文集，大分。

Sung-Chae Yang: "Relationship between Secondary Electron Emission and Film Thickness of Hydrogenated Amorphous Silicon" Proc.of 6th Symp.on Plasma Sci.and Mater.,Tokyo. 21-27 (1993)

Sung-Chae Yang：“氢化非晶硅的二次电子发射与膜厚的关系”，第 6 届等离子体科学与材料研讨会论文集，东京。

Hiroshi Fujiyama: "Two-Dimensional Profiles of Silicon Particles in the Crossed Magnetic Fields in Silane DC Plasmas" Proc.of 6th Symp.on Plasma Sci.and Mater.,Tokyo. 29-33 (1993)

Hiroshi Fujiyama：“硅烷直流等离子体中交叉磁场中硅粒子的二维轮廓”，第六届等离子体科学与材料研讨会论文集，东京。