プラズマCVDによるBN薄膜生成過程のエリプソメトリ-解析

等离子体CVD BN薄膜形成过程的椭圆光度分析

• 批准号: 63550520
• 负责人: 杉本 克久
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1988
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1988 至 1989
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-63550520/
• 关键词: プラズマCVD; BN薄膜; エリプソメトリ-; 電子温度; 電子密度; 屈折率; 窒化ホウ素薄膜; エリプソメトリー; 膜厚; 光学定数; プラズマ診断; 複探針法; プラズマ状態

1.研究目的:プラズマCVDによるBN薄膜の析出過程を解明するために、プラズマの状態を示す重要な因子である電子温度および電子密度を複探針法で解析すると共に、BN薄膜の生成過程をエリプソメトリ-で解析し、プラズマの状態とBN薄膜の生成状態との関係を明らかにする事も目的とした。2.研究成果(1)BN薄膜の析出速度および性状と成膜条件との関係:基板温度を973K、原料ガス(BCl_3、NH_3)の分圧を1:1とし、全圧を26〜260Paの範囲で変えた時の析出速度と屈折率の変化を解析した結果、析出速度は全圧が高いほど大きくなること、および屈折率は1.7〜1.9の範囲にあり、全圧190Pa付近で最大にあることが分かった。(2)BN薄膜生成時のプラズマ状態と成膜条件との関係:プラズマ状態(電子温度,電子密度)と反応系温度およびガス圧との関係を調べた結果、電子温度はガスの混合により大きくなくが、反応系温度と全圧にはほとんど依存しないこと、電子密度はガスを混合しても変化しないが、反応系温度が高いほど大きくなることが分かった。(3)析出膜の組成分析:赤外分光法を用いて析出膜の組成分析を行った結果、基板温度が873K以下の時には膜中にNH_4Clが含まれるが、973K以上ではその量は減少すること、および屈折率の高い皮膜ほどNH_4Clの混入量は少ないことが分かった。(4)BN薄膜の性状とプラズマ状態との関係の考察:以上の結果より、不純物含有量が少なく屈折率が大きいBN皮膜が生成する時のプラズマは電子温度と電子密度が共に高く、したがって励起化学種の運動エネルギ-が大きく、かつその存在量も多いと考えられる。

1. Objective: To understand the deposition process of BN thin films by CVD and to show the important factors such as electron temperature and electron density. 2. Results (1) The relationship between deposition rate and properties of BN thin films and film formation conditions: substrate temperature = 973K, partial pressure of raw materials (BCl_3, NH_3)= 1:1, full pressure = 26 ~ 260Pa. (2)BN The relationship between the state of film formation and the film formation conditions: the state of film formation (electron temperature, electron density) and the temperature of the reaction system. The relationship between the temperature of the reaction system and the temperature of the reaction system is adjusted. The temperature of the reaction system is mixed with the temperature of the reaction system. The electron density is mixed with the temperature of the reaction system. (3)Composition analysis of the deposited film: The results of composition analysis of the deposited film by infrared spectroscopy show that the amount of NH_4Cl in the deposited film decreases when the substrate temperature is below 873K, and the amount of NH_4Cl in the deposited film decreases when the substrate temperature is above 973K. (4)BN The relationship between the properties and the states of BN films was investigated. The results showed that the impurity content was low, the refractive index was high, the electron temperature and electron density were high, and the chemical species were excited.

项目成果

杉本克久,原信義: "プラズマCVDによるBN薄膜生成過程のエリプソメトリ-解析" 日本金属学会誌.

Katsuhisa Sugimoto、Nobuyoshi Hara：“通过等离子体 CVD 进行 BN 薄膜形成过程的椭圆光度分析”，日本金属学会杂志。