ECRプラズマによるダイヤモンドCVDにおける水素ラジカル注入効果

使用 ECR 等离子体在金刚石 CVD 中氢自由基注入效应

• 批准号: 05750297
• 负责人: 西川 泰央
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Tokyo Polytechnic University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750297/
• 关键词: ダイヤモンド; ECRプラズマ; 水素ラジカル; DCバイアス; メタン

一般にダイヤモンドの成膜において基板に単結晶Siを用いた場合は、表面傷付けを行うことによりダイヤモンドの核発生密度を増加させている。しかし、表面傷付けは再現性の面で問題があり、電子デバイスにも不利である。本研究は我々が独自に開発したヘリカルアンテナ励起ECRプラズマCVD装置を用い、基板には基板洗浄のみで表面傷付けを一切行っていない鏡面Siウェーハを用いてダイヤモンド成膜を試みた。初期排気5.0×10^<-6>Torr、基板温度600℃,ガス圧力0.01Torr,投入電力98Wとして、水素希釈メタン濃度及びDCバイアスを変化させて行った。水素希釈度に対する膜質の差は特に認められず、ラマン分光及びX線回析の結果から堆積物はグラッシーカーボンであった。次に水素希釈メタン濃度を0.2%一定とし、基板へ印加するDCバイアスに対する変化を調べた。DCバイアス+30Vでダイヤモンドの(220)面及び(311)面と考えられるX線回析ピークが観測された。またこの試料についてSEMによる表面観察を行い、ボール状及び立方晶のダイヤモンドと思われる粒子が観測された。さらにこの粒子の成分が炭素であることをEDXで確認した。これは正バイアスを基板へ印加したことにより基板への電子衝撃が増加し、基板表面での水素ガスの解離が促進され、ダイヤモンドが生成したと考えられる。しかし、ECRプラズマでの発散磁界によって加速されたイオンによる衝撃の効果も無視できない。このことをさらに詳しく検討するために、今後は水素ラジカルと共に電子・イオン量及びエネルギーの制御をして成膜を行うことを計画している。

In general, the growth density of the crystal Si on the substrate is increased when the crystal Si is used on the substrate. The surface damage is not reproducible. This study is aimed at developing an independent approach to the application of ECR CVD devices, substrate cleaning and surface damage. Initial exhaust gas 5.0×10^<-6>Torr, substrate temperature 600℃, temperature 0.01 Torr, input power 98W, water concentration and DC temperature change. The difference in the quality of the film due to the high concentration of water is recognized by X-ray spectroscopy and X-ray analysis. The concentration of water in the medium is 0.2%, and the concentration of water in the medium is 0.5%. DC voltage is +30V. The (220) plane and the (311) plane are measured by X-ray analysis. In addition, the surface of this sample was observed by SEM, and the particles in the shape of a circle and a cubic crystal were observed. The composition of these particles is confirmed by EDX. The electron impact on the substrate surface increases, and the dissociation of water on the substrate surface increases. The impact of ECR on the dispersion of magnetic fields is ignored. This is the first time that we've had a chance to talk about this, and we're going to have a chance to talk about this in the future.