Bonn 2000 – wissenschaftliches Programm

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P: Plasmaphysik

P 7: Plasmatechnologie

P 7.1: Fachvortrag

Dienstag, 4. April 2000, 16:30–17:00, HS V

Zur Kinetik der Elektronen im Kathodengebiet von DC Entladungen in H₂/Ar/N₂ — •D. Loffhagen, M. Hannemann, M. Schmidt und R. Winkler — Institut für Niedertemperatur-Plasmaphysik, Friedrich-Ludwig-Jahn-Str. 19, 17489 Greifswald

PACVD-Verfahren auf der Grundlage von TiCl₄ Beimischungen zu H₂/Ar/N₂-Entladungen werden erfolgreich zur Erzeugung von TiN-Hartstoffschichten eingesetzt. Als erster Schritt zu einem tieferen Verständnis der TiN-Abscheidung werden theoretische und experimentelle Ergebnisse für das Kathodengebiet von anormalen Gleichstromglimmentladungen in H₂/Ar/N₂-Gasgemischen mit einer Zusammensetzung von 72/15/13 bei Drücken um 200 Pa und Stromdichten um 0.3 mA/cm² vorgestellt. Ein kürzlich entwickeltes Multitermverfahren zur Lösung der inhomogenen Boltzmanngleichung der Elektronen wurde zur theoretischen Behandlung der Kinetik der Elektronen in Molekülgasgemischen verallgemeinert und zur Analyse des Verhaltens der Energieverteilungsfunktion und wesentlicher makroskopischer Größen der Elektronen verwendet. Hierbei ergaben sich insbesondere extreme Änderungen der Eigenschaften des Elektronengases beim Übergang vom Kathodenfall zum negativen Glimmlicht, die vorrangig aus der intensiven Energiedissipation in Elektronenstößen mit H₂ resultieren. Ein Vergleich mit Resultaten von Sondenmessungen im negativen Glimmlicht und Faradayschen Dunkelraum

führt für die Energieverteilung zu zufriedenstellender und für die mittlere Elektronenenergie zu guter Übereinstimmung. Verbleibende Diskrepanzen werden kritisch bewertet und ergänzend analysiert.