磁気フィルター付バケット型プラズマ源を用いた反応性プラズマ中の粒子組成の制御

使用带磁性过滤器的桶形等离子体源控制反应等离子体中的颗粒成分

基本信息

批准号：
63632517
负责人：
福政修
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Yamaguchi 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：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

プラズマプロセスによる成膜過程の第一段階は電子衝突による各種イオン並びに中性励起種の生成であり、これは電子エネルギー分布の形や電子密度に強く依存している。本研究は、静かで一様なプラズマ生成が可能な磁気多極型(バケット型)プラズマ源に移動式の磁気フィルターを付加したプラズマ源を考察し、磁気フィルターによる電子エネルギー分布を中心としたプラズマパラメータの空気的制御について検討した。1.磁気フィルターにより放電容器は空間的に2分されるが(上流側でフィラメントのあるプラズマ生成域と下流側の拡散プラズマ域)、フィルターの前後で電子エネルギー分布、電子密度、電子温度、浮遊電位等のプラズマパラメータが大きく異なることが判明した。即ち、プラズマ生成域は高速一次電子が含まれた高密度プラズマとなり(イオン・ラジカル生成域)、拡散プラズマ域は高速電子が完全に除去された低電子温度で低密度のプラズマとなっている(成膜域に適する)。2.プラズマパラメータが大きく異なる2つのプラズマ状態域の空間的制御は、磁気フィルターの位置を変えることにより容易に行える。しかも、それぞれの領域で安定で一様なプラズマ状態が維持されているる3.水素とアルゴンにて同様の実験を行ったが、電子エネルギー制御等については同様の結果が得られた。しかし、水素プラズマ中では多量のH^-負イオンが生成され、シース構造に違いがみられる。4.水素プラズマ中のH^-生成量は、同一放電条件下であっても、容器壁材質の違いにより大きく異なることが判明した。これは振動励起分子H_2^*の壁での反射係数が材質により異なることに起因する現象である。今後は反応性ガスとしてメタンを用いた実験を行い、(1)電子エネルギー分布と励起種・ラジカル種組成との関係、(2)希釈ガスの違い(負イオンの有無)と成膜過程の関係等について検討する予定である。

通过使用等离子体过程，膜形成过程的第一步是通过电子碰撞产生各种离子和中性激发物种，这在很大程度上取决于电子能量分布和电子密度的形状。这项研究检查了一个血浆源，其中将移动磁过滤器添加到能够安静和均匀血浆产生的磁多极（铲斗类型）等离子体源，并检查了血浆参数的气动控制，主要是通过磁过滤器进行电子能量分布。 1。放电容器在空间上除以磁过滤器（在上游侧的细丝和下游侧的扩散等离子体面积的等离子产生面积），但发现等离子体参数（例如电子能量分布，电子密度，电子温度，浮动电位）在过滤器之前和之后都有显着不同。也就是说，血浆生成区域是一个含有高速原代电子（离子/自由基生成区域）的高密度血浆，并且扩散等离子体区域是在低电子温度下完全去除高速电子（适用于膜形成区域）的低密度等离子体。 2。通过更改磁过滤器的位置，可以轻松执行具有显着不同等离子体参数的两个等离子体状态区域的空间控制。此外，使用氢和氩气进行了相同的实验，该实验在每个区域保持稳定且均匀的等离子体状态，但获得了电子能量控制的相同结果。但是，在氢血浆中产生了大量的H^阴性离子，并且观察到鞘结构的差异。 4。发现，即使在相同的放电条件下，由于容器的壁材料的差异，在氢血浆中产生的H^ - 的量也显着不同。这种现象之所以发生，是因为振动激发分子H_2^*的反射系数取决于材料。将来，我们将使用甲烷作为反应气体进行实验，并考虑（1）电子能量分布与激发和自由基物种的组成之间的关系，（2）稀释剂气（存在或不存在负离子）与膜形成过程之间的关系。