Book13
をテンプレートにして作成
開始行:
[[Seminar]]
#katex
『プラズマプロセスにおける気中・液中のラジカル・イオン計測...
*閾値イオン化による質量分析での分子状ラジカルやイオン計測
**概要
プラズマが生成する気中・液中のラジカル・イオンが中心と...
**1.はじめに
プラズマプロセスでは,圧力がPaレベルの低圧下では主にイ...
図1 プラズマと表面の相互作用.気相のイオン・ラジカルが...
低温プラズマ科学では,各相の界面で生じる物質とエネルギ...
**2.カーボン成膜時のプラズマの分析
炭素の同素体にはダイアモンドやグラファイト,フラーレン...
装置で制御される成膜条件パラメータには,
1)イオン:組成,フラックスとエネルギー,
2)ラジカル:組成とフラックス.
が挙げられる.カーボン成膜へのイオンのエネルギーの影響はs...
成膜されたカーボン膜の物性はラマン散乱分光で評価される...
図2 カーボン膜のラマンスペクトルの概要.a-C:H 膜のG バ...
カーボン膜の堆積には,メタン(CH4)などの炭化水素ガスと...
図3 a) プラズマプロセス装置の概略図,(b) 表面近傍のシー...
プラズマ中の粒子は,次式のBoltzmann方程式に従う.
(式) $$\frac{\partial f}{\partial t}+ w \cdot \frac{\pa...
ここで,rは粒子位置,wは粒子速度,fは電子の速度分布関数...
(式)$$k \propto n_e \tau \int_0^\infty \sigma (v) v f(v...
ここで,τはガスの滞在時間である.プラズマ中に滞在するほど...
CH4は電子衝突により,CH4+,CH3+,CH2+,CH+イオンを生成す...
Table Ⅰ Threshold ionization energy of C1 (left) and C2 (...
|Ion |CH4 →|CH3 →|CH2 →|CH →|Ref.|
|CH4+|12.9|-|-|-|[6,7]|
|CH3+|14.3|9.8|-|-|[8]|
|CH2+|15.1|15.1|10.3|-|[9]|
|CH+|19.9|15.6||10.6|[10]|
|Ion|C2H4 →|C2H2 →|C2H →|C2 →|
|C2H4+|10.5|-|-|-|
|C2H2+|13.1|11.4|-|-|
|C2H+|18.7|17.4|11.6|-|
|C2+|24.5|18.4||11.4|
|CH2+|17.8|19.7|-|-|
|CH+|17.7|20.8|-|-|
次に,CH4/H2の混合ガスを導入して,平行平板型の電極配置...
図4 (a) CH4/H2 二周波重畳CCP 型プラズマ中(100MHz 250 W...
100MHzの励起電力を変えることで,neを1010~1011cm-3の範...
CH4とH2の混合ガスのプラズマ中(13.56 MHz)のガス反応に...
Table Ⅱ. Electron induced reactions with molecules and io...
|Reactions||
|Ionization|CH4 + e- → CH4+ + 2e-|
|Ionization|CH4 + e- → CH3+ + H + 2e-|
|Dissociation|CH4 + e- → CH3 + H + e-|
|Dissociation|CH4 + e- → CH2 + H2 + e-|
|Ionization|C2H6 + e- → C2H4+ + H2 + 2e-|
|Dissociation|C2H6 + e- → C2H5* + H + e-|
|Ionization|C2H4 + e- → C2H4+ + 2e-|
|Dissociation|C2H4 + e- → C2H2 + 2H + e-|
|Ionization|C2H2 + e- → C2H2+ + 2e-|
|Dissociation|C3H8 + e- → C2H4 + CH4 + e-|
|Ion-molecule|CH4 + CH4+ → CH5+ + CH3|
|Ion-molecule|CH4 + CH3+ → C2H5+ + H2|
|Ion-molecule|CH4 + H3+ → CH5+ + H2|
|Ion-molecule|C2H6 + H3+ → C2H5+ + 2H2|
|Ion-molecule|C2H4 + H3+ → C2H5+ + H2|
|Neutral|CH4 + CH3 → C2H5 + H2|
|Neutral|CH4 + CH2 → C2H4 + H2|
|Neutral|CH4 + CH2 → 2 CH3|
|Neutral|CH4 + CH → C2H5|
|Ion-molecule|H2+ + H2 → H3+ + H|
原料枯渇が生じる条件,つまり,数Paの低圧で,Ar希釈や励...
気相から表面にラジカル・イオンが,カーボン成膜の反応前...
図5 表面に吸着した反応前駆体から水素の脱離によるエンタ...
カーボン成膜は,気相の炭化水素ラジカルが反応前駆体とし...
**3.計算化学を用いたイオン化過程の考察
イオン化ポテンシャルや,解離イオン化の反応経路を知る為...
CH4の解離イオン化についての計算結果については既に報告さ...
図6 ハイドロフルオロメタンの電離,励起,付着による解離...
次に,C3F6OやC5F10Oの異性体のうち,CF3OCF=CF2の構造をも...
図7 CF3OCF=CF2 分子の構造と電離,電子付着の主反応経路 [...
CF3OCF=CF2の質量分析を実験的に行い,解離イオン化して生...
CF3OCF=CF2からフルオロアルキル基側をC3F7基に変えて,CF3...
図8 CF3OCF=CF2分子の出現イオン化質量分析スペクトル [14]
Table Ⅲ A list of threshold ionization energy [14]
||Exp.|Calc.|
|CF3+ + C2F3O|11.8|11.2|
|C2F2O + CF4|11.1|10.4|
|C3F6O+|10|10.6|
|CF3O- + C2F3|<2.5|3.0|
**4.(ハイドロ)フルオロカーボン系のエッチングプラズマ...
SiO2―SiN-Siの間でエッチング選択比を制御するには,気相...
ハイドロフルオロカーボンガス(HFC)では,正確な化学量論...
二周波印加の平行平板型プラズマ装置のチャンバー側壁部分...
図9 (左)CH2F2の出現イオン化質量スペクトル(右)ArとKr...
CH2F2のC1のHFCでは,イオンとラジカルを生成する過程でHや...
更に,原子層レベルでエッチング量を制御する為には,エッ...
**5.おわりに
堆積とエッチングのプラズマプロセスにおけるイオンとラジ...
プラズマプロセスの反応をよりよく理解するために,物理衝...
図10 プラズマプロセッシングの学理の探究における理論と計...
**謝辞
本稿をまとめるにあたり,核融合研 伊藤篤 博士には有益な...
**参考文献
-[1] H. Sugiura, Y. Ohashi, K. Ishikawa, H. Kondo, T. Kat...
-[2] Y. Lifshitz, S. R. Kasi, J. W. Rabalais, and W. Ecks...
-[3] A. Merlen, J. G. Buijnsters, and C. Pardanaud, Coati...
-[4] F. Rose, N. Wang, R. Smith, Q.-F. Xiao, H. Inaba, T....
-[5] L. Zhang, X. Wei, Y. Lin, and F. A. Wang, Carbon 94,...
-[6] NIST chemistry webbook (http://webbook.nist.gov/chem...
-[7] M. Stano, S. Matejcik, J. D. Skalny, and T. D. Mar, ...
-[8] H. Toyoda, H. Kojima, and H. Sugai, Appl. Phys. Lett...
-[9] H. Kojima, H. Toyoda, and H. Sugai, Appl. Phys. Lett...
-[10] B. Gans, F. Holzmeier, J. Kruger, C. Falvo, A. Rode...
-[11] M. Li, D. Liu, D. Wei, X. Song, D. Wei, and A. T. S...
-[12] D. Herrebout, A. Bogaerts, M. Yan, R. Gijbels, W. G...
-[13] I. B. Denysenko, S. Xu, J. D. Long, P. P. Rutkevych...
-[14] M. D. Sefcik, J. M. S. Henis, and P. P. Gaspar, J. ...
-[15] J. H. Gross, Mass spectroscopy: A textbook, (Spring...
-[16] M. Mao, and A. Bogaerts, J. Phys. D: Appl. Phys. 43...
-[17] J. Appel, H. Bockhorn, and M. Frenklach, Comb. Flam...
-[18] T. Bensabath, J. Anal. Appl. Pyrolysis 122, 342 (20...
-[19] A. J. Page, F. Ding, S. Irle, and K. Morokuma, Rep....
-[20] J. Kraus, L. Bobel, G. Zwaschka, and S. Gunther, An...
-[21] T. Hayashi, K. Ishikawa, M. Sekine, and M. Hori, Ja...
-[22] A. M. Velasco, J. Pitarch-Ruiz, M. J. Sanchez de Me...
-[23] T. Hayashi, K. Ishikawa, M. Sekine, and M. Hori, Ja...
-[30] K. Ishikawa, K. Karahashi, T. Ishijima, S. I. Cho, ...
(c) Kenji Ishikawa
終了行:
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#katex
『プラズマプロセスにおける気中・液中のラジカル・イオン計測...
*閾値イオン化による質量分析での分子状ラジカルやイオン計測
**概要
プラズマが生成する気中・液中のラジカル・イオンが中心と...
**1.はじめに
プラズマプロセスでは,圧力がPaレベルの低圧下では主にイ...
図1 プラズマと表面の相互作用.気相のイオン・ラジカルが...
低温プラズマ科学では,各相の界面で生じる物質とエネルギ...
**2.カーボン成膜時のプラズマの分析
炭素の同素体にはダイアモンドやグラファイト,フラーレン...
装置で制御される成膜条件パラメータには,
1)イオン:組成,フラックスとエネルギー,
2)ラジカル:組成とフラックス.
が挙げられる.カーボン成膜へのイオンのエネルギーの影響はs...
成膜されたカーボン膜の物性はラマン散乱分光で評価される...
図2 カーボン膜のラマンスペクトルの概要.a-C:H 膜のG バ...
カーボン膜の堆積には,メタン(CH4)などの炭化水素ガスと...
図3 a) プラズマプロセス装置の概略図,(b) 表面近傍のシー...
プラズマ中の粒子は,次式のBoltzmann方程式に従う.
(式) $$\frac{\partial f}{\partial t}+ w \cdot \frac{\pa...
ここで,rは粒子位置,wは粒子速度,fは電子の速度分布関数...
(式)$$k \propto n_e \tau \int_0^\infty \sigma (v) v f(v...
ここで,τはガスの滞在時間である.プラズマ中に滞在するほど...
CH4は電子衝突により,CH4+,CH3+,CH2+,CH+イオンを生成す...
Table Ⅰ Threshold ionization energy of C1 (left) and C2 (...
|Ion |CH4 →|CH3 →|CH2 →|CH →|Ref.|
|CH4+|12.9|-|-|-|[6,7]|
|CH3+|14.3|9.8|-|-|[8]|
|CH2+|15.1|15.1|10.3|-|[9]|
|CH+|19.9|15.6||10.6|[10]|
|Ion|C2H4 →|C2H2 →|C2H →|C2 →|
|C2H4+|10.5|-|-|-|
|C2H2+|13.1|11.4|-|-|
|C2H+|18.7|17.4|11.6|-|
|C2+|24.5|18.4||11.4|
|CH2+|17.8|19.7|-|-|
|CH+|17.7|20.8|-|-|
次に,CH4/H2の混合ガスを導入して,平行平板型の電極配置...
図4 (a) CH4/H2 二周波重畳CCP 型プラズマ中(100MHz 250 W...
100MHzの励起電力を変えることで,neを1010~1011cm-3の範...
CH4とH2の混合ガスのプラズマ中(13.56 MHz)のガス反応に...
Table Ⅱ. Electron induced reactions with molecules and io...
|Reactions||
|Ionization|CH4 + e- → CH4+ + 2e-|
|Ionization|CH4 + e- → CH3+ + H + 2e-|
|Dissociation|CH4 + e- → CH3 + H + e-|
|Dissociation|CH4 + e- → CH2 + H2 + e-|
|Ionization|C2H6 + e- → C2H4+ + H2 + 2e-|
|Dissociation|C2H6 + e- → C2H5* + H + e-|
|Ionization|C2H4 + e- → C2H4+ + 2e-|
|Dissociation|C2H4 + e- → C2H2 + 2H + e-|
|Ionization|C2H2 + e- → C2H2+ + 2e-|
|Dissociation|C3H8 + e- → C2H4 + CH4 + e-|
|Ion-molecule|CH4 + CH4+ → CH5+ + CH3|
|Ion-molecule|CH4 + CH3+ → C2H5+ + H2|
|Ion-molecule|CH4 + H3+ → CH5+ + H2|
|Ion-molecule|C2H6 + H3+ → C2H5+ + 2H2|
|Ion-molecule|C2H4 + H3+ → C2H5+ + H2|
|Neutral|CH4 + CH3 → C2H5 + H2|
|Neutral|CH4 + CH2 → C2H4 + H2|
|Neutral|CH4 + CH2 → 2 CH3|
|Neutral|CH4 + CH → C2H5|
|Ion-molecule|H2+ + H2 → H3+ + H|
原料枯渇が生じる条件,つまり,数Paの低圧で,Ar希釈や励...
気相から表面にラジカル・イオンが,カーボン成膜の反応前...
図5 表面に吸着した反応前駆体から水素の脱離によるエンタ...
カーボン成膜は,気相の炭化水素ラジカルが反応前駆体とし...
**3.計算化学を用いたイオン化過程の考察
イオン化ポテンシャルや,解離イオン化の反応経路を知る為...
CH4の解離イオン化についての計算結果については既に報告さ...
図6 ハイドロフルオロメタンの電離,励起,付着による解離...
次に,C3F6OやC5F10Oの異性体のうち,CF3OCF=CF2の構造をも...
図7 CF3OCF=CF2 分子の構造と電離,電子付着の主反応経路 [...
CF3OCF=CF2の質量分析を実験的に行い,解離イオン化して生...
CF3OCF=CF2からフルオロアルキル基側をC3F7基に変えて,CF3...
図8 CF3OCF=CF2分子の出現イオン化質量分析スペクトル [14]
Table Ⅲ A list of threshold ionization energy [14]
||Exp.|Calc.|
|CF3+ + C2F3O|11.8|11.2|
|C2F2O + CF4|11.1|10.4|
|C3F6O+|10|10.6|
|CF3O- + C2F3|<2.5|3.0|
**4.(ハイドロ)フルオロカーボン系のエッチングプラズマ...
SiO2―SiN-Siの間でエッチング選択比を制御するには,気相...
ハイドロフルオロカーボンガス(HFC)では,正確な化学量論...
二周波印加の平行平板型プラズマ装置のチャンバー側壁部分...
図9 (左)CH2F2の出現イオン化質量スペクトル(右)ArとKr...
CH2F2のC1のHFCでは,イオンとラジカルを生成する過程でHや...
更に,原子層レベルでエッチング量を制御する為には,エッ...
**5.おわりに
堆積とエッチングのプラズマプロセスにおけるイオンとラジ...
プラズマプロセスの反応をよりよく理解するために,物理衝...
図10 プラズマプロセッシングの学理の探究における理論と計...
**謝辞
本稿をまとめるにあたり,核融合研 伊藤篤 博士には有益な...
**参考文献
-[1] H. Sugiura, Y. Ohashi, K. Ishikawa, H. Kondo, T. Kat...
-[2] Y. Lifshitz, S. R. Kasi, J. W. Rabalais, and W. Ecks...
-[3] A. Merlen, J. G. Buijnsters, and C. Pardanaud, Coati...
-[4] F. Rose, N. Wang, R. Smith, Q.-F. Xiao, H. Inaba, T....
-[5] L. Zhang, X. Wei, Y. Lin, and F. A. Wang, Carbon 94,...
-[6] NIST chemistry webbook (http://webbook.nist.gov/chem...
-[7] M. Stano, S. Matejcik, J. D. Skalny, and T. D. Mar, ...
-[8] H. Toyoda, H. Kojima, and H. Sugai, Appl. Phys. Lett...
-[9] H. Kojima, H. Toyoda, and H. Sugai, Appl. Phys. Lett...
-[10] B. Gans, F. Holzmeier, J. Kruger, C. Falvo, A. Rode...
-[11] M. Li, D. Liu, D. Wei, X. Song, D. Wei, and A. T. S...
-[12] D. Herrebout, A. Bogaerts, M. Yan, R. Gijbels, W. G...
-[13] I. B. Denysenko, S. Xu, J. D. Long, P. P. Rutkevych...
-[14] M. D. Sefcik, J. M. S. Henis, and P. P. Gaspar, J. ...
-[15] J. H. Gross, Mass spectroscopy: A textbook, (Spring...
-[16] M. Mao, and A. Bogaerts, J. Phys. D: Appl. Phys. 43...
-[17] J. Appel, H. Bockhorn, and M. Frenklach, Comb. Flam...
-[18] T. Bensabath, J. Anal. Appl. Pyrolysis 122, 342 (20...
-[19] A. J. Page, F. Ding, S. Irle, and K. Morokuma, Rep....
-[20] J. Kraus, L. Bobel, G. Zwaschka, and S. Gunther, An...
-[21] T. Hayashi, K. Ishikawa, M. Sekine, and M. Hori, Ja...
-[22] A. M. Velasco, J. Pitarch-Ruiz, M. J. Sanchez de Me...
-[23] T. Hayashi, K. Ishikawa, M. Sekine, and M. Hori, Ja...
-[30] K. Ishikawa, K. Karahashi, T. Ishijima, S. I. Cho, ...
(c) Kenji Ishikawa
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