プラズマＣＶＤの基礎と表面処理・薄膜作成への応用

講師の言葉

　先端産業や科学技術の発展を支えている技術の一つとして、減圧下（真空）で発生させたプラズマを用いたプラズマＣＶＤ（化学気相成長: Chemical Vapor Deposition）法が挙げられます。プラズマＣＶＤ法は、複雑な化学反応を伴うプロセスであり、未解明な部分がまだまだ多いのが現状ですが、様々な機能材料の薄膜（機能薄膜）を比較的低温で形成できるという優れた特徴を有しているため、工業的に非常に重要な技術となっています。実際、この技術は各種工業、特に半導体や電子部品工業において急速に進歩し、生産レベルでも既に広く活用されているだけでなく、その応用分野はますます拡大しつつあります。
　近年、減圧プラズマに代わる新たなプラズマ源として大気圧プラズマ（常圧プラズマ）が注目され、国内外を問わず、そのプロセスへの応用研究が活発に進められています。放電がアークもしくはフィラメント状にならないプラズマ条件や電極構造が研究されるとともに、パルス放電、誘電体バリア放電、プラズマジェットなど、様々なタイプのプラズマ源が開発されつつあります。大気圧プラズマの表面処理プロセスへの応用に関しては、成膜用ガラス基板表面のクリーニング、樹脂基板の表面改質によるぬれ性、付着力、接着性能の改善など、多くの報告がなされています。一方、薄膜形成技術に関する最近の研究動向としては、チャンバーを用いない低コスト成膜法としての開発が中心となっており、成長雰囲気への大気混入が問題にならない酸化物系（SiO2、ZnO、TiO2等）の薄膜や、炭素系（非晶質C、DLC等）の薄膜等の形成が報告されています。しかし、一般に、大気圧プラズマを用いた成膜プロセスではダスト汚染が生じやすい、等の理由により、限られた報告しかないのが現状です。
　本講義では、プラズマの基礎およびプラズマＣＶＤ法について、文献等を元にした成膜例を交えて説明します。また、大気圧プラズマを用いた高性能で低コストの表面処理・成膜プロセスを実現するためにはどうすればいいか、について、これまでのSiやその化合物材料の低温・高速成膜研究で得られた知見を基に解説します。

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