プラズマ生成の基礎とプラズマCVDのメカニズムおよび薄膜作製プロセス

プラズマCVDで、目的とする膜の得るためには、プラズマ源の選定、電源のパラメータ、成膜時のガス種、ガス圧力、ガス流量、基板温度などの設定を適切に行う必要があります。そのためには、各種のプラズマ源の特徴を把握しておく必要があります。 　また、そのプラズマ源を用いたリアクター内で起こる物理・化学的現象が、電源周波数やガス圧力等の各種パラメータを変えるとどうなるのか、更にそれが膜質にどのように反映されるのかを把握しておく必要があります。 　本講演では、プラズマCVDによって高品質膜を得ようとした際に必要となる上記のような基礎知識を受講者の方々の頭の中に持って頂くことを趣旨としました。

1. 気体放電とプラズマの基礎
   1. Townsendの放電理論とPaschenの法則
      • 放電する・しないは何が決め手?
   2. プラズマの温度
      • 低温プラズマはなぜできる?
   3. シース
      • 成膜表面と接しているのはプラズマではない
2. プラズマ源
   1. DC放電プラズマとシース
      • プラズマ中の電位構造の理解がイオン衝撃の理解に繋がる
   2. RF放電プラズマの基礎と装置構造
      • 教科書のポンチ絵通りのプラズマ源を作っても使えない
   3. 高密度プラズマ源
      • プラズマ源によってプラズマ密度が異なるのはなぜ?
3. プラズマ化学工学
   1. 制御パラメータと内部パラメータ
      • 操作できるのは何か,実際には何が変わるのか?
   2. 電子の分布関数とガス分子の電子衝突断面積
      • 電子衝突による原料分子分解の効率は?
   3. 一次反応
      • 電子衝突解離で何ができるのか? それは制御可能なのか?
   4. 二次反応
      • 電子衝突解離で何が生成されるかが関係無い、ということもある!
   5. 輸送過程
      • 移流・拡散・ドリフト,これらはCVDにどう影響する?
   6. 表面反応過程
      • 表面で動くことが重要.それを制御するパラメータは?
4. 薄膜堆積プロセス
   1. 膜構造形成過程の基本的描像
      • 表面での成膜過程の原子レベルのイメージを持つのが肝要
   2. 電子材料としての膜構造
      • 欠陥とは何か? 何故形成されるのか?
   3. スパッタ成膜とその特徴
      • スパッタで出来ないことやるのがCVD
   4. プラズマCVDとその特徴
      • では,CVDでは何ができるのか?
   5. a – Si:H成膜過程と物性
      • 最も良く理解されている描像を頭に入れておきましょう
   6. イオン衝撃の効能
      • 制御によって毒にも薬にもなる
   7. 機能基の含有
      • 電子エネルギー分布の制御と二次反応の賜物
• 質疑応答