反応性非平衡プラズマのモデリング

反应性非平衡等离子体的建模

• 批准号: 02214101
• 负责人: 田頭 博昭
• 金额: $ 10.88万
• 依托单位: Hokkaido 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: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02214101/
• 关键词: プラズマプロセス; 反応性RFプラズマ; プラズマモデリング; プラズマシミュレ-ション; プラズマ診断; 電子スオ-ム; 衝突断面積; モンテカルロ法

本研究は、半導体デバイス等のプラズマプロセシングに用いられている反応性非平衡プラズマのシミュレ-ションモデルの開発を目的としている。まず、モンテカルロモデル、ハイブリッドモデル及び緩和流体モデルを開発し、モノシラン(SiH_4)、メタン(CH_4)及びこれらの混合ガス中のrfプラズマのシミュレ-ションを行なった。さらに、モデル及びシミュレ-ションのサポ-トのため、プロセシング用の電子衡突断面積の決定に関する測定、及び、rf電界下での電子・イオンスオ-ムパラメ-タを計算する新しい手法(FTI法)の開発も同時に行なった。本年度の主な研究実績は、以下のようにまとめられる。(1)SiH_4(モンテカルロモデル)、SiH_4/H_2(ハイブリッドモデル)、CH_4(緩和流体モデル)中rfプラズマのシミュレ-ションを行い、プラズマプロセシングに用いられるプラズマの特性を明らかにした。また、プロセシングの中心となるラジカルの発生レ-トを計算した。(2)ハイブリッドモデルを非対称電極に適用し、電極間電圧のセルフバイアス成分を自己無撞着な計算により求めた。(3)(1)の結果を用いて、SiH_4、SiH_4/H_2及びCH_4プラズマ中のラジカルの輸送・反応過程を計算し、種々のラジカルの電極間分布等を求めた。(4)(3)の結果を用いて、水素化アモルファスシリコン膜堆積過程のシミュレ-ションモデルを開発し、膜の堆積率、水素含有量等を計算した。(6)シミュレ-ション結果の検討を及びモデルのサポ-トのため、rfプラズマからの発光の時空間分析を行なった。(7)ジシラン(Si_2H_6)の電子衝突断面積(運動量移行、振動励起、解離)の決定に関する測定を行なった。(8)FTI(Flight Time Integral)法によりrf電界下での電子・イオンスオ-ムの挙動についての計算を行なった。

This study aims at the development of semiconductor devices with reactive nonequilibrium structures. The development of RF in the mixture of SiH_4, CH_4 and CH_4, as well as the development of RF in the mixture of SiH_4, CH_4 and CH_4. A new method (FTI method) for determining the electronic breakdown area of the electronic balance in the RF field and for calculating the electronic breakdown area in the RF field was developed simultaneously. The main research results for the year are as follows: (1)SiH_4, SiH_4/H_2, CH_4(CH_4), SiH_4/H_2(CH_4). The calculation of the center of the circle is carried out. (2)The voltage between electrodes is calculated without collision. (3) The results of (1) were calculated by using chemical, SiH4, SiH4/H2 and CH4/H2 mixtures. (4) The results of (3) were calculated by using the following methods: hydrolysis, hydrolysis, film deposition, water content, etc. (6)The results of the study and analysis of the time-space analysis of the emission of light (7)The determination of electron collision area (motion shift, vibration excitation, dissociation) of Si_2H_6 was carried out. (8) The FTI(Flight Time Integral) method is used to calculate the electron in RF field.

项目成果

中野 誠彦,西村 幹郎,山口 由起夫,真壁 利明: "Theoretical Radical Density Distribution in CH_4 RF Glow Discharges" Proceedings of the 8th symposium on Plasma Processing. 1. 167-170 (1991)

Masahiko Nakano、Mikio Nishimura、Yukio Yamaguchi、Toshiaki Makabe：“CH_4 RF 辉光放电中的理论自由基密度分布”第八届等离子体处理研讨会论文集 1. 167-170 (1991)。

中村 義春: "Measurement of Electron Swarm Parameters in Si_2H_6ーAr Mixtures" Proceedings of the 8th Symposium on Plasma Processing. 1. 317-320 (1991)

Yoshiharu Nakamura：“Si_2H_6ーAr混合物中电子群参数的测量”第八届等离子体处理研讨会论文集1. 317-320 (1991)。

N.Sato,H.Tagashira: "A Hybrid Monte Carlo/Fluid Model of RF Plasmas in a SiH_4/H_2 Mixture" IEEE Transaction of Plasma Science. (1991)

N.Sato、H.Tagashira：“SiH_4/H_2 混合物中射频等离子体的混合蒙特卡罗/流体模型”IEEE 等离子体科学汇刊。

伊達 亜由美,北守 一隆,酒井 洋輔,田頭 博昭: "Modeling of SiH_4 RF Plasma Considering Surface Reactions(I)" Proceedings of the 8th Symposium on Plasma Processing. 1. 143-146 (1991)

Ayumi Date、Kazutaka Kitamori、Yosuke Sakai、Hiroaki Tagashira：“考虑表面反应的 SiH_4 RF 等离子体建模(I)”第八届等离子体处理研讨会论文集 1. 143-146 (1991)。

枋久保 文嘉,鈴木 晶,角田 茂,寺薗 裕子,真壁 利明: "Absolute Measurement of Net Excitation Rate in an RF Glow Discharge by Optical Emission Spectroscopy" Proceedings of the 8th Symposium on Plasma Processing. 1. 173-176 (1991)

Fumika Suzuki、Akira Suzuki、Shigeru Tsunoda、Yuko Terazono、Toshiaki Makabe：“通过光学发射光谱法对 RF 辉光放电中的净激发率进行绝对测量”第八届等离子体处理研讨会论文集 1. 173-176 (1991)。