二光子励起レーザー蛍光法を用いたプロセスプラズマ中の水素原子挙動の解明

使用双光子激发激光荧光法阐明工艺等离子体中氢原子的行为

• 批准号: 07780419
• 负责人: 梶原 寿了
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Kyushu 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07780419/
• 关键词: シラン; プラズマ; 水素原子; レーザー蛍光法; 二光子励起; 密度計測

アモルファス太陽電池薄膜の生成法として代表的なシランガスを用いたプラズマCVD(chemical vapour deposition)法について,そこでの水素原子計測法を確立しそれを化学反応過程解明へ適用するために,二光子励起レーザー蛍光法による同プラズマ中の水素原子密度計測について研究を行い,以下の結果を得た。(1)波長205nm光で水素原子を二光子的に励起し,波長656nm光の蛍光を観測するレーザー蛍光法を,直径100mm,電極間隔40mmの平行平板電極間に容量結合型RF放電により生成したシランプラズマ(RFパワー密度0.6-2.5mW/mm^2,ガス圧力15-60mTorr)中の水素原子密度計測へ適用した。水素原子からの蛍光信号を得たが,これは,同プラズマ中で生成した長寿命反応生成物がレーザー光によって解離され,その結果発生した水素原子からのものであることが明らかとなった。(2)反応生成物としてプラズマ中に存在すると考えられる分子のレーザーによる解離の影響を調べた。その結果,同プラズマ中に数mTorr存在すると考えられるジシラン(Si_2H_6)がレーザー光により解離されて水素原子を発生しているとの結果を得た。(3)レーザーによる解離の影響はレーザー波長が長いほど小さいので,波長243nm光による二光子励起と波長656nm光による直接励起を組み合わせたレーザー蛍光システムを構築し,同法によるジシランガスの解離について調べた。その結果,レーザー解離による水素原子の生成は205nm光を用いた場合と比べて10,000分の1に小さくなった。また,水素原子密度の検知下限は,その条件下で10^<-16>m^<-3>のオーダーであり,同法はプロセスプラズマ計測へ適用可能であるとの結果を得た。

ア モ ル フ ァ ス solar cell membrane の generated method と し て represent な シ ラ ン ガ ス を with い た プ ラ ズ マ CVD (chemical vapour Deposition) method に つ い て, そ こ で の を measuring method to establish water element atoms し そ れ を chemical process of anti 応 interpret へ applicable す る た め に, two photon excitation レ ー ザ ー 蛍 method に よ る with プ ラ ズ マ の water element in atomic density gauge measuring に つ い を line い て research, the result of the following の を た. (1) the wavelength of 205 nm light で water element atoms を に of two photon excitation し, wavelength of 656 nm light の 蛍 light を 観 measuring す る レ ー ザ ー 蛍 を light method, 40 mm diameter of 100 mm, electrode spacing の parallel-plate electrodes に capacity type combined with RF discharge に よ り generated し た シ ラ ン プ ラ ズ マ (RF パ ワ ー density of 0.6-2.5 mW/mm ^ In the ガス pressure range of 15 to 60mTorr, the <s:1> hydrogen atom densitometer is suitable for measuring へ and is applicable to <s:1> た. Water element atoms か ら の 蛍 optical signal を have た が, こ れ は, with プ ラ ズ マ generated で し た long life against 応 products が レ ー ザ ー light に よ っ て dissociation さ れ, そ の results 発 raw し た water element atoms か ら の も の で あ る こ と が Ming ら か と な っ た. (2) the 応 products と し て プ ラ ズ マ に exist す る と exam え ら れ る molecular の レ ー ザ ー に よ impact の る dissociation を adjustable べ た. そ の results, with プ ラ ズ マ there are number of に mTorr す る と exam え ら れ る ジ シ ラ ン (Si_2H_6) が レ ー ザ ー light に よ り dissociation さ れ て water element atoms を 発 raw し て い る と た を の results. (3) レ ー ザ ー に よ impact の る dissociation は レ ー ザ ー long wavelength が い ほ ど small さ い の で, wavelength of 243 nm light に よ る と since two photon excitation wavelength of 656 nm light に よ る excitation directly を group み close わ せ た レ ー ザ ー 蛍 light シ ス テ ム を し, with the method of に よ る ジ シ ラ ン ガ ス の dissociation に つ い て adjustable べ た. そ の results, レ ー ザ ー dissociation に よ る water element atoms の は 205 nm light を with い と た occasions than べ て 10000 の 1 small に さ く な っ た. ま た, water element atomic density の 検 floor は, そ の で under the condition of 10 ^ ^ < - > 16 m < - > 3 の オ ー ダ ー で あ り, with the method of は プ ロ セ ス プ ラ ズ マ measuring へ may apply で あ る と た を の results.

项目成果

K.Miyazaki,T.kajiwara,K.Uchino,K.Muraoka,T.Okada,M.Maeda: "Measurement of Hydrogen Atoms in Processing Plasmas Using Multi-Photon Laser-Induced Fluorescence" Proceedings of the 7th Int.Symp.on Laser-Aided Plasma tiagnostics. 7. 123-128 (1995)

K.Miyazaki,T.kajiwara,K.Uchino,K.Muraoka,T.Okada,M.Maeda：“使用多光子激光诱导荧光测量处理等离子体中的氢原子”第七届国际研讨会论文集

K.Miyazaki,T.Kajiwara.K.Uchino,K.Muraoka,T.Okada,M.Maeda: "Laser-Induced Dissociation of Molecules during Measurements of Hydrogen Atoms in Processing Plasmas Using Two-Photon Laser-Induced Fluorescence" Journal of Vacuum Science and Technology. A14(掲載予定)

K. Miyazaki、T. Kajiwara、K. Uchino、K. Muraoka、T. Okada、M. Maeda：“使用双光子激光诱导荧光处理等离子体中氢原子测量过程中分子的激光诱导解离”期刊真空科学与技术.A14（待出版）