Augsburg 2006 – wissenschaftliches Programm

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P: Plasmaphysik

P 2: Niedertemperaturplasmen / Plasmatechnologie 1

P 2.2: Vortrag

Montag, 27. März 2006, 15:15–15:30, 1002

Die Elektronendichte in einem gepulsten Sauerstoff-Plasma — •George-Felix Leu, Albrecht Brockhaus und Jürgen Engemann — Forschungszentrum für Mikrostrukturtechnik - fmt, Bergische Universität Wuppertal, Rainer Gruenterstr. 21, 42119, Wuppertal

Das Sauerstoff-Plasma spielt in zahlreichen technologischen Anwendungen wie Ätzen, Sterilisation, oder als Zwischenprozess in Schichtabscheidungsverfahren, eine besondere Rolle. Zur effizienten Steuerung eines solchen Plasmas betreibt man die Leistungsversorgung oft gepulst. Das hier diskutierte Experiment verwendet eine induktiv gekoppelte Hochfrequenz-Plasmaquelle. Der Sauerstoffdruck wurde zwischen 10 Pa und 100 Pa und die Leistung zwischen 100 W und 1000 W variiert. Zur Messung der Elektronendichte kam ein Mikrowellen-Interferometer bei 27 GHz zum Einsatz. Im kontinuierlichen Betrieb ließen sich die Messungen mit den Ergebnissen einer Langmuir-Doppelsonde vergleichen. Die Interpretation der Messergebnisse erfolgt mittels eines globalen Modells, das als Teilchensorten O2, O, O3 im Grundzustand und in metastabilen Zuständen, sowie positive und negative Sauerstoff-Ionen enthält. Ein interessanter Effekt wurde zu Beginn der Aus-Phase beobachtet. Hier kommt es zunächst zu einem raschen Anstieg der Elektronendichte. Die Erklärung liegt nach dem globalen Modell darin, dass einerseits bei Leistungsabschaltung die Elektronentemperatur schlagartig sinkt und somit keine neuen negativen Ionen mehr gebildet werden können, und dass andererseits die vorhandenen negativen Ionen stoßinduziert Elektronen freisetzen.