エチレンプラズマ中でのアモルファス炭素膜の堆積反応の赤外分光計測，他の炭化水素プラズマとの反応との比較

摘要

アモルファス炭素膜は主に炭素や水素で構成され，膜の構造と化学結合状態の制御により多様な特性を持たせることができる。それゆえ，すでに産業応用が進み，今後も応用が期待されている。反応過程を制御して成膜できれば，所望の特性を出現させると考えられる。これまで，sp~3結合のメタン(CH_4)，sp~2結合のエチレン(C_2H_4)，sp結合のアセチレン(C_2H_2)など様々な炭化水素分子を原料として用い，プラズマ化学気相堆積(PECVD)中の表面反応・膜堆積機構について，多重内部反射赤外吸収分光法(MIR-IRAS)を用いて調べてきた。基板を浮遊電位の状態で堆積を行った場合，メタンプラズマでは膜中にはsp~3結合の炭化水素成分のみが現れ，アセチレンプラズマでは膜中にはsp結合の炭化水素成分も現れた。ここから，原料分子の結合を反映させた堆積物が形成されると考えていた。しかし，以前報告した通りエチレンプラズマの場合には，sp~3結合の炭化水素成分のみの堆積物が現れた。今回も再実験しsp~3結合の炭化水素成分のみの堆積物が現れることを確認した。今回は，反応モデルについて考察したので報告する。