高周波電圧矩形波変調法によるシランプラズマの反応制御

采用高频电压方波调制方法控制硅烷等离子体反应

• 批准号: 02214221
• 负责人: 渡辺 征夫
• 金额: $ 2.69万
• 依托单位: Kyushu 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-02214221/
• 关键词: 水素化アモルファスシリコン; シランプラズマ; RF放電; ダスト; ミ-散乱; 変調RF放電; 反応制御; ラジカル

本研究は,アモルファスシリコン膜を生成する際に用いられる高周波放電シランガスプラズマ中のラジカル種の寿命の違いを利用して,ラジカル種間の密度比を制御し,顕著な微粒子の発生なしに高品質の膜を高速に成膜すること,及び,微粒子の発生機構を解明することを目的とした。ラジカル種間の密度比の制御には,高周波放電の電圧をラジカル種の寿命程度の半周期を持った矩形の低周波電圧で振幅変調する手法を用いた.容量結合平行平板電極型プラズマ発生装置に高周波発振器と広帯域増幅器からなる電源を接続し,ヘリウム又は水素で希釈したシランガス(5〜20%)を用いて実験を行い,次のような結果を得た.1.高周波ピ-ク電力200W(1.7W/cm^3)という高い電力を用いてヘリウム希釈で8A^^°/S,水素希釈で5A^^°/Sの速い成膜速度を低シラン濃度(10%)のガスで達成した.2.1.の条件下で気相中微粒子量はミ-散乱測定の検知限界以下であり,成膜後の反応容器内にも微粒子は見られない.3.0〜200Wの電力範囲で,膜の光学ギャップは1.8〜1.95eVと良い値である.4.3ジカル種の密度比を制御し,その時の微粒子の成長ミ-散乱法で調べることにより,短寿命ラジカル種(SiH,SiH_2)が微粒子の生成に深く係わっていることを示唆する結果を得た.5.放電OFF直後に,帯電した微粒子同志が静電的な力で反発し微粒子の密度が減少する.その後はガス流により緩やかに密度が減少する.

This study は ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン membrane を generated す る interstate に with い ら れ る high frequency discharge シ ラ ン ガ ス プ ラ ズ マ in の ラ ジ カ ル kind の life の violations い を using し て, ラ ジ カ ル interspecific の density than を royal し, 顕 the な particles の 発 raw な し に high-quality high-speed に を の membranes す る こ と, and び particles の 発 raw institutions を interpret す る Youdaoplaceholder2 とを purpose と た た. ラ ジ カ ル interspecific の density than の suppression に は, high frequency discharge の 圧 を ラ ジ カ ル kind の degree の half cycle life を hold っ た rectangular の low frequency electric 圧 で amplitude variations adjustable す る gimmick を with い た. Capacity combined with parallel plate electrode type プ ラ ズ マ 発 raw device に high frequency 発 oscillator と hiroo 帯 domain rights picture editor か ら な る power を meet 続 し, ヘ リ ウ ム は water element again で bush 釈 し た シ ラ ン ガ ス (5 ~ 20%) を with い て be 験 を い, time の よ う な results を た. 1. High frequency ピ - ク power 200 W (1.7 W/cm ^ 3) と い う high power を い with い て ヘ リ ウ ム bush 釈 で 8 a ^ ^ ° / S, water element and 釈 で 5 a ^ ^ ° / S の speed い film-forming low speed を シ ラ ン concentration (10%) の ガ ス で reached し た. 2.1. の conditions で 気 phase particles quantity は ミ - determination of scattered の 検 で under limit あ り, after film-forming の 応 container に も particles は see ら れ な い. 3.0 ~ 200 w power fan 囲 の で, membrane の optical ギ ャ ッ プ は 1.8 ~ 1.95 eV と good い numerical で あ る. 4.3 ジ カ ル の density than the royal し を system, そ の の の micro particles growing ミ - scattered method when で adjustable べ る こ と に よ り, short life ラ ジ カ ル kind (SiH, SiH_2) が の particles generated に deep く department わ っ て い る こ と を in stopping す る results を た. 5. Discharge OFF straight after に, 帯 し た で particulate な comrade が electrostatic force against 発 し の particles density が reduce す る. そ の after は ガ ス flow に よ り slow や か に density が reduce す る.

项目成果

Masaharu Shiratani: "DUSTLESS HIGHーSPEED DEPOSITION OF aーSi:H BY MODULATED RF DISCHARGE METHOD" Proc.13th Symp.Ion Sources and IonーAssisted Tech.225-228 (1990)

Masaharu Shiratani：“通过调制射频放电方法实现 a-Si:H 的无尘高速沉积”Proc.13th Symp.Ion Sources and Ion-Assisted Tech.225-228 (1990)

Masaharu Shiratani: "STUDY ON GROWING PROCESS OF SILICON PARTICLES IN SILANE PLASMAS" Proc.8th Symp.Plasma Processing. 345-348 (1991)

Masaharu Shiratani：“硅烷等离子体中硅颗粒生长过程的研究”Proc.8th Symp.Plasma Process。

Yukio Watanabe: "Powderーfree plasma chemical vapor deposition of hydrogenated amorphous silicon with high rf power density using modulated rf discharge" Applied Physics Letters. 57. 1616-1618 (1990)

Yukio Watanabe：“使用调制射频放电的高射频功率密度氢化非晶硅的无粉等离子体化学气相沉积”应用物理快报 57. 1616-1618 (1990)。

白谷 正治: "シランプラズマを用いたアモルファスシリコンのダストレス成膜" 電気学会プラズマ研究会資料. EPー91ー1. 1-9 (1991)

Masaharu Shiratani：“使用硅烷等离子体的无尘沉积非晶硅”IEEJ 等离子体研究组材料。 ​​EP-91-1 (1991)。

Masaharu Shiratani: "DENSITY DISTIBUTION AND PRODUCTION OF RADICALS IN MODULATED RF SiH_4/He DISCHARGES" Proc.3rd Jpn.Symp.Plasma Chem.3. (1990)

Masaharu Shiratani：“调制 RF SiH_4/He 放电中自由基的密度分布和产生”Proc.3rd Jpn.Symp.Plasma Chem.3。