反応性プラズマ中の電界分布測定法の開発

本研究は反応性プラズマ中の電界分布測定にプローブ法とレーザ法の両者を適用し,標準的な測定法として確立することを目的としている。本年度のプローブ法は,主としてレーザ加熱エミッシブプローブによる空間電位分布の直接測定に重点をおき,直流及び高周波放電の両者について研究を行ってきた.直流放電に関しては,He及びHe+SiH_4ガス放電プラズマの測定を行い,いずれのばあいも電極近傍1mm距離までの,極めてよい空間的分解能を実現した.測定結果から得られた陰極付近の電界強度は20〜80V/mm程度であり,レーザ法グループの測定結果とほぼよい一致を示した.高周波放電に関しては,0.01mm直径のカーボンフアイバーをFETプローブに直結することによって,対地容量を0.2PF以下に抑えるとともに,高速デジタイザーの併用によって,13.56MHz放電における空間電位分布の時間分解測定に,世界で初めて成功した。また,より完全な対地平衡回路を工夫し,シングルプローブによるRF放電の時分解測定を実現し,基準となる正確な電子温度,電子密度の値を提供した。今後は,これらの測定法を種々の反応性ガスや放電條件下でのプラズマ測定に適用し,その有効性を確認することによって,標準的な測定法として確立する.レーザ法に関しては,現在までにオプトガルバノ法(OGE法)によりHe(100%)の直流放電のカソード電極近傍の電界を,高い精度と分解能(それぞれ±1V/mm,0.2mm以下)で計測できることを明らかにした。更にはより高い時間的,空間的分解能をもつレーザ蛍光法(LIF)に着目し,分子定数の不確定さに起因する誤差を小さくするための,OGE法による校正法を考案し,LIF觀測のためのシステムの組み上げ,及びBCl_3直流放電を用いてのシステムチエツクを行った。今後は更に詳細な実施を行い,反応性プラズマ中の電界測定に,有効な方法として確立する。

本研究は反応性プラズマ中の電界分布測定にプローブ法とレーザ法の両者を適用し,標準的な測定法として確立することを目的としている。本年度のプローブ法は,主としてレーザ加熱エミッシブプローブによる空間電位分布の直接測定に重点をおき,直流及び高周波放電の両者について研究を行ってきた.直流放電に関しては,He及びHe+SiH_4ガス放電プラズマの測定を行い,いずれのばあいも電極近傍1mm距離までの,極めてよい空間的分解能を実現した.測定結果から得られた陰極付近の電界強度は20〜80V/mm程度であり,レーザ法グループの測定結果とほぼよい一致を示した.高周波放電に関しては,0.01mm直径のカーボンフアイバーをFETプローブに直結することによって,対地容量を0.2PF以下に抑えるとともに,高速デジタイザーの併用によって,13.56MHz放電における空間電位分布の時間分解測定に,世界で初めて成功した。また,より完全な対地平衡回路を工夫し,シングルプローブによるRF放電の時分解測定を実現し,基準となる正確な電子温度,電子密度の値を提供した。今後は,これらの測定法を種々の反応性ガスや放電條件下でのプラズマ測定に適用し,その有効性を確認することによって,標準的な測定法として確立する.レーザ法に関しては,現在までにオプトガルバノ法(OGE法)によりHe(100%)の直流放電のカソード電極近傍の電界を,高い精度と分解能(それぞれ±1V/mm,0.2mm以下)で計測できることを明らかにした。更にはより高い時間的,空間的分解能をもつレーザ蛍光法(LIF)に着目し,分子定数の不確定さに起因する誤差を小さくするための,OGE法による校正法を考案し,LIF觀測のためのシステムの組み上げ,及びBCl_3直流放電を用いてのシステムチエツクを行った。今後は更に詳細な実施を行い,反応性プラズマ中の電界測定に,有効な方法として確立する。