プラズマによる薄膜堆積初期過程の「その場」計測

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プラズマプロセスにより作成される薄膜は多岐にわたっているが、最近の代表的なものとして非晶質シリコンがあげられる。我々はまず、グロー放電プラズマにより堆積される非晶質シリコン薄膜の堆積初期過程を研究した。基板としてガラス板、及びその上に窒化シリコン又は炭化シリコンをコートしたものについて調べた。堆積初期10〓以内では堆積速度の2〜3倍の増加がみられること、またガラスの場合は界面50〓にわたって基板酸素の影響を受け屈折率の低下がみられること、さらに窒化シリコン、炭化シリコンのコートのものにおいては30〓の範囲において影響があらわれることがわかった。これらのことは非晶質物質での超格子又は積層構造を考えるときに重要なことである。次にITO及びSnO_2の透明電極上に非晶質シリコンを堆積した場合について研究を行った。これらの透明電極は約200〓にわたって界面の非晶質シリコンを変質させることがわかった。またこれはX線光電子分光法により合せて検討した結果、ITOでは還元金属インジュームの異常拡散と、酸素とシリコン結合が置きかえられること、これに対して、SnO_2では還元性Snの異常拡散は強く生じず非晶質シリコン中においてもSnOの結合は保たれていることが分かった。またエリプソメトリの「その場」測定に関しては堆積装置への設置の精度が非常に大きな影響を与えること、この点において我々の実行した4ゾーン消光法による測定システムは大変有効なものであることが実証された。しかしながら、動的追従測定においては1ゾーン測定となり適当な間隔で4ゾーン測定を併用する方法を用いた。残された問題点としては、堆積速度の増大したときの追従性、及びさらに薄膜化した数〓の計測という点では解決しなければならない点が残されている。