プラズマ応用に多用される反応性プラズマ中には，多くの負イオンが生成されていることが知られています．しかし，負イオンの存在がプラズマの物理挙動に与える影響は全て解明されているわけではありません．我々は半導体プロセスやプラズマのプローブ計測において重要となるシース（プラズマと物質の間にできる電位構造）について研究を行っています．

負イオン含有プラズマ中のシースと負の衝撃波の類似性

負イオンを含むプラズマ中では，イオン音波衝撃波の電位揺動の振幅は「負」になります．この負の衝撃波が，負イオンプラズマ中のシース現象と同様の理論で記述できるのではないかという着想を得ました．この類似性が正しければ，負の衝撃波の研究によりシースの物理現象解明に貢献できるのではないかと考えています．たいして研究は進んでいませんが，捨てるにはもったいないアイデアだと思いますので，ぼちぼち研究を進めていきます．


ダブルプラズマ装置の写真と観測された負の衝撃波の信号

○負の電位揺動を持つイオン音波衝撃波 ～シースの物理との関連性～
市來龍大，金澤誠司，河合良信
電気学会プラズマ研究会 PST-13-090 (2013)
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Langmuirプローブによる負イオン含有プラズマの簡易計測

簡易なLangmuirプローブを用いて半導体プロセス用の反応性プラズマのパラメータを計測する可能性を探っています．シランプラズマ中で生成される負イオン種の評価や，シース電位から負イオン濃度を評価する手法を提案しています．

○Estimation of Negative Ions in VHF SiH4/H2 Plasma
T. Yamane, S. Nakano, S. Nakao, Y. Takeuchi, R. Ichiki, H. Muta, K. Uchino, and Y. Kawai
Japanese Journal of Applied Physics 53, 116101 (2014)

○Characteristics of Folating Potential in Negative Ion Plasma
J. Y. Zhang, R. Ichiki, K. Uchino, and Y. Kawai
Plasma Processes and Polymers 11, 545 (2014)

○Measurements of SiH4/H2 VHF Plasma Parameters with Heated Langmuir Probe
T. Yamane, S. Nakano, Y. Takeuchi, H. Muta, R. Ichiki, K. Uchino, and Y. Kawai
Contributions to Plasma Physics 53, 588 (2013)
H27.2.26更新
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