Hamburg 2001 – scientific programme

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DS: Dünne Schichten

DS 31: Postersitzung

DS 31.25: Poster

Tuesday, March 27, 2001, 16:30–17:30, Foyer Saal 4

in-situ-Gasanalyse während der Si-Dünnschichtabscheidung: Molekülstrahltechnik, Laserionisierung und Massenspektrometrie — •Ewa Witkowicz¹, Fritz Falk¹ und Herbert Stafast^1,2 — ¹Institut für Physikalische Hochtechnologie, Jena — ²Friedrich-Schiller-Universität, Jena

Dünnschichten von a-Si:H werden aus SiH₄ mit Si-Heizdrahtaktivierung abgeschieden und in-situ gasanalytisch untersucht. Die Gasprobe wird direkt aus der Schichtbildungsebene stoßfrei (Molekülstrahl) in ein Flugzeitmassenspektrometer überführt. Die Ionisierung erfolgt mit einem Excimerlaser, wahlweise in Kombination mit einem Farbstofflaser (REMPI).

Mit 0,1-0,5 mbar SiH₄ (0,4-1,0 sccm) und 0,0-0,4 mbar Ar (0,0-0,3 sccm) sowie elektrischer Si-Drahtheizung bis 1500 K wird Silizium auf einem Substrat in 4 mm Abstand abgeschieden. Durch ein Loch (200 µm Durchmesser) wird die Gasprobe entnommen. Massenspektren mit KrF-Laserionisierung bei Si-Drahttemperaturen über 1200 K enthalten nur H₂⁺- und SiH⁺-Ionen, wobei die SiH⁺-Signale sehr schnell auf Veränderungen der Glühdrattemperatur reagieren und ein Maximum bei 0,3 mbar SiH₄ haben. Mit ArF-Laserionisierung entstehen H₂⁺-, SiH₀₋₃⁺-, and Si₂H₀₋₂⁺-Ionen. Diese Signale reagieren langsam auf Veränderungen am Glühdraht. Die Befunde werden im Rahmen eines Gasphasen-Reaktionsmodells mit SiH₂ und Si₂H₄ als Zwischenstufen (Appl.Phys. A 67 (1998) 507) interpretiert.