プラズマCVD法による立方晶BN膜形成への表面反応制御

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プラズマCVD法による立方晶BN膜形成は,通常,高励起のプラズマを用いて達成されていたが,我々は,立方晶BN形成の基本的製作因子は,基板に適用する負のセルフ・バイアスであることを見出していた。本年度は,この点をくわしく,プラズマ状態のプロ-ブ法による同定を併用して,BN膜の成長機構を吟味した。主要な結論は,次の如くまとめられる。1.基板をプラズマポテンシャルより正電位にし,正イオン電流が基板に達しない条件では,六方晶BNのみが形成される。これにより、六方晶BNを形成するラヂカル種は、電子励起によって生じたものである。2.基板を負のセルフ・バイアスにして,正イオン電流を基板に到達させると、立方晶BNの形成が始る。このことより、立方晶BNの形成は、イオン電流により生ずるラヂカル種またはイオン種による。立方晶BN膜の堆積は、イオン電流によるエッチング作用との競合で生じる。立方晶BNのイオン電流による正味の堆積速度は、イオン電とより相関を示し、またイオン電流についての閥居値を要求しない。この後者の点は、立方晶BNが六方晶BNのイオン電流による改質で生じるとする考へ方を否定する。3.この方法を、炭素膜の石墨とダイヤモンドの作製に利用するためには、ダイヤモンドの形成に寄与する電子励起のラヂカル種を何らかの方法で消去せねばならぬ。このラヂカル種を消去するガス分子の同定が、その意味で切に望まれる。