赤外および質量分析法によるAI系薄膜堆積過程の複合その場解析

使用红外和质谱对基于人工智能的薄膜沉积过程进行组合原位分析

• 批准号: 06750712
• 负责人: 和田山 智正
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Tohoku 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: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750712/
• 关键词: 化学気相堆積法; Al薄膜; その場測定; 赤外分光; ジメチル水素化Al; 水素化アモルファスSi

本研究の主眼は、固体表面(基板)上において進行する薄膜成長過程を、表面および気相の両面から分子レベルで、しかも実際の堆積条件下でリアルタイム測定することにある。具体的には、表面反応分析法としての偏光変調赤外分光法(PM-IR)に対して、気相反応測定用の四重極質量分析法(QMS)を併用した。原料ガスにはジメチル水素化Al((CH_3)_2AlH;DMAH)を用い、アモルファスSi(a-Si)基板上へのAl薄膜の化学気相堆積(Chemical Vapor Deposition;CVD)過程を対象として、a-Si中の水素化およびフッ化Si化学種の動的挙動に着目したその場測定を行った。本研究を通じて得られた結果を以下にまとめる。・DMAH/a-Si:H系 光CVD法により323Kで成膜したa-Si:Hを基板として用いた。成膜後その温度でDMAHを暴露するとa-Si:H膜中のSiH_3種のみが反応により失われるのに対して、573Kに加熱後暴露を行うとSiH_3種に加えSiH_2種も反応に関与した。すなわち、前者の方が後者に比較してDMAHに対する反応性が高いことがわかる。また、180秒以上暴露を続けても赤外吸収強度の減少は認められないことから、DMAHと水素化Si種の反応はa-Si:H表面だけに限られ、膜内部には進行しないことが推定された。またこの様な変化は、紫外光照射下でのみ観測され、紫外光が反応を促進することが明らかとなった。・DMAH/a-Si:H:F系 化学堆積法により373Kで成膜したa-Si:H:Fを基板として用いた。この場合、373K以上でDMAHを暴露することによりフッ化Si種の赤外強度が減少すると同時に水素化Si種の吸収強度が増加した。すなわち、水素化Si種よりもフッ化Si種の方がDMAHとの反応性に富むことがわかった。

这项研究的主要重点是测量薄膜生长过程，该过程在从表面和气相和实际沉积条件下从表面和气相的分子水平上进行固体表面（底物）进行。具体而言，极化调制红外光谱（PM-IR）作为表面反应分析方法与四极杆质谱法（QMS）一起用于气相反应测量。将二甲基氢化的Al（（（CH_3）_2ALH; DMAH）用作原材料气体，并进行原位测量，重点是A-SI中氢化和氟化的Si化学物种的动态行为，靶向化学蒸气沉积（CVD）薄膜上的Al薄膜的动态性，该物质是非素（A-Si）si（a-Si）si（a-Si）。通过这项研究获得的结果总结了下面。 -DMAH/A-SI：H型A-SI：H膜通过光学CVD方法以323K形成的胶片用作底物。当膜形成后DMAH暴露于该温度时，由于反应，A-SI：H膜中只有三个SIH_TYPES丢失了，而当膜加热至573K后膜暴露时，除了三个SIH__TYPES外，除了三个SIH_________型。也就是说，可以看出，前者对DMAH的反应性高于后者。此外，由于即使在暴露超过180秒后也观察到红外吸收强度的降低，因此据估计，DMAH和氢化的Si物种之间的反应仅限于A-SI：H表面仅限于A-H表面，并且在膜内没有进行。此外，只有在紫外线照射下才观察到这种变化，并且发现紫外线促进了反应。 -DMAH/A-SI：H：F系统A-SI：H：F膜通过化学沉积法以373K形成，用作底物。在这种情况下，DMAH在373K或更高的情况下暴露导致氟化物SI物种的红外强度降低，同时，氢化SI物种的吸收强度增加。换句话说，发现氟化的Si物种对DMAH比氢化的Si物种更具反应性。