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プラズマ-表面相互作用の制御

等离子体-表面相互作用的控制

基本信息

批准号：
01632010
负责人：
広瀬全孝
金额：
$ 10.88万
依托单位：
Hiroshima 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：
1989
资助国家：
日本
起止时间：
1989 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、プラズマ/固体表面の相互作用を制御することによって、固体表面の選択的なエッチングや膜形成を行う方法を明らかにすることである。プラズマと固体表面の相互作用は、ラジカル/表面反応及びイオン/表面反応、UVフォトン/表面反応の複合システムととらえることができる。そこで本研究では、、まずラジカル/表面、イオン/表面反応を調べるため、SiH_4のDCグロー放電プラズマ中で発生したラジカルのみを〜-40℃に冷却したSi基板上に輸送し、SiH_x吸着層を形成した後、D_2ガスの電子サイクロトロン共鳴放電によって生成した重水素ラジカル及び重水素イオンビームをこれに照射し、表面反応生成物を四重極質量分析計で検出した。その結果、HD分子及び部分的に重水素化されたシラン分子の生成・脱離が観測された。これらの分子は、SiH_x(ad)+D^*orD^+→SiH_<x-1>(s)+HD(g)及びSiH_x(ad)+D^*orD^+→SiH_<4-n>D_n(n=1,2)(g)のような表面反応で生ずる揮発性反応生成物と考えられる。これにより、SiH_x吸着層表面においてエッチング過程と膜形成過程が同時進行していることが分かった。またフォトン/表面反応における素過程を調べるために、基板表面に吸着した有機金属ガスのレーザ誘起光化学反応を調べた。Si基板上のGa(CH_3)_2単層吸着層に波長266nmの光照射すると、光化学分解反応が進行し、金属GaやCH_n基が生成されることがX線光電子分光分析により明らかになった。355nmの光照射ではGa(CH_3)_2表面吸着層の光分解は観測されなかった。これらのことは、基板(Si)表面の吸着分子(Ga(CH_3)_2)を選択的に光化学励起できることを示している。また、シランラジカルの吸着とO_2プラズマによる酸化を繰り返し、SiO_2を分子層毎に堆積する(デジタルCVD)ことに成功した。さらに、-110℃まで冷却されたSi基板上へ弗素原子を吸着させ、これにAr^+イオン照射することで、Siを単原子層づつエッチングできることが明らかになった。

The purpose of this study is to clarify the methods for controlling the interaction between solid and solid surfaces. The interaction between solid surfaces, surface reflection and UV radiation, surface reflection and UV radiation In this study, SiH_4 and SiH_4 were formed in the DC layer by cooling at-40℃. The SiH_4 adsorbed layer was formed on Si substrate. After the SiH_4 adsorbed layer was formed, the SiH_4 adsorbed layer was formed in the DC layer. The SiH_4 adsorbed layer was irradiated with heavy water. Surface reflection products were detected by quadruple mass analyzer As a result, HD molecules and some heavy water molecules were produced and separated. SiH_x(ad)+D^*orD^+→SiH_<x-1>(s)+HD(g) and SiH_x(ad)+D^*orD^+→SiH_<4-n>D_n(n=1,2)(g) SiH_x adsorption layer surface and film formation process are carried out simultaneously. Organic metal adsorption on the substrate surface induces photochemical reaction. The Ga(CH_3)_2 single-layer adsorption layer on Si substrate was irradiated with light at wavelength of 266nm, and the photochemical decomposition reaction was carried out. The formation of Ga and CH_n groups was carried out by X-ray photoelectron spectroscopy. The photolysis of Ga(CH_3)_2 adsorbed layer under irradiation at 355nm was studied. The adsorption of Ga(CH_3)_2 molecules on the surface of Si substrate was investigated by photochemical excitation. O_2 adsorption and acidification, SiO_2 molecular layer deposition The Si substrate was cooled to-110℃ and the Si atom was adsorbed and irradiated with Ar^+.