無機薄膜材料のレーザー励起CVDによる作製

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エキシマレーザー光(ArF;193nm)を光源として以下3種のレーザー〓起CVDの実験を行った。1.ダイヤモンド薄膜の合成。アセチレンを水素で希釈したガスを主として原料に用いた。レンズを使用しない照射条件下では400℃以下で、有機高分子の膜が得られるのみであり、それ以上の温度では膜形成は全くみられない。レンズを使用し、基板を深い角度(約30゜)で照射することによりダイヤモンドが成生することを反射電子回折法により初めて確認した。さらにレンズを使用し浅い角度で基板照射する実験および水平照射の実験をおこなった。この場合レーザービーム基板間の距離を種々変化させた。これらの方法によりいずれもダイヤモンドが得られることを確認した。最後の方法により比較的均一な膜が得られた。レーザー強度がダイヤモンド生成に重要であることから反応は多光子過程を経て進行すると思われる。また基板照射しなくても成生することから気相〓起により反応が進行することが判明した。2.シリコンのエピタキシヤル成長。シリコン基板上にシリコンをエピタキシアル成長させる実験を行うため、赤外線加熱方式の試料台を備えた反応容器を作製し、ジシランを水素希釈したガスを原料として実験を行った。1050℃で光照射の効果が顕著にあらわれ、エピタキシアル成長していることを、反射電子回折および走査型電子顕微鏡で確認した。3.SiCエピタキシアル成長。ジシランとアセチレンを原料としてサファイヤ基板上にエピタキシャル成長させる実験を試みた。本研究では超高真空の反応容器内で原料ガスを分子流で基板に当てることを特徴としている。980℃以上で3CのSiCがエピタキシャル成長することおよびレーザー光照射しない条件下では多結晶体のみが得られることを確めた。