SPCPによる微粒子生成と高速成膜

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1.オソナイザ-用セラミック電極を沿面コロナ発生用電極として、二重円筒型CVD装置を試作した。セラミック電極と放電用高周波電源のマッチングが課題である。放電特性はこのマッチングに依存するが、ガス成分に極めて影響される。Arガスのみのときは良好な放電特性が得られるものの、反応ガス特にO_2ガスの濃度に敏感である。また、放電による電極温度の上昇に敏感であり、この対策としては、反応管外壁(電極外壁)にフィンを取り付けて室冷することが有効である。2.SiCl_4/H_2+O_2系反応ガスによるSio_2粒子の常温生成が可能であることが確認された。生成粒子は比較的単分散でその大きさは、SiCl_4およびO_2濃度の制御により、0.05から3μm程度まで変えることができる。しかし、反応収率は平均して20%と極めて悪い。この原因は反応ガスと沿面コロナプラズマの接触効率の悪さにある。反応ガス帯留空間を狭くするとともに、ガスの流速を落して、ガスの帯留時間を長くすることにより反応率を50%まで上げることができた。さらに収率向上のためには、プラズマ密度を大きくする必要があるが、試作した電源の能力不足により検討はできなかった。3.反応焼結を試みた。生成した粒子は総括的に負に帯電していた。そこで、粒子生成ゾ-ンに直流電界を印加すると、生成粒子は反応器壁面(電極側)に静電沈着し、ポ-ラスな粒子堆積層を形成した。放電はこの推積層内で起きるので、空げき中にコロナプラズマが生成し、この空げき内でもガスの反応が起こり、反応焼結が進行した。そのため、粒子層は極めて微密な膜へと成長した。成膜速度は最大で7μm/minであった。この方法で高速成膜が可能であると期待される。