Stuttgart 2012 – wissenschaftliches Programm
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P: Fachverband Plasmaphysik
P 14: Poster: Plasmatechnologie
P 14.10: Poster
Mittwoch, 14. März 2012, 16:30–19:00, Poster.III
Optische Charakterisierung eines Mikrowellenplasmabrenners bei 915 MHz — •Jochen Kopecki, Andreas Schulz, Matthias Walker und Ulrich Stroth — Institut für Plasmaforschung, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 31, 70569 Stuttgart
Für die Deposition dünner Siliziumschichten mittels Plasmaspritzen wurde ein mikrowellenbetriebener Atmosphärendruck-Plasmabrenner verwendet. Der Vorteil gegenüber konventionellen Plasmaquellen liegt in der elektrodenlosen Energiezuführung der Mikrowelle, wodurch Verunreinigungen durch Elektrodenmaterial verhindert werden. Um den pulverförmigen Ausgangsstoff aufzuschmelzen und zu verdampfen, benötigt man eine Gastemperatur des Plasmas oberhalb des Siedepunktes des Materials. Diese wurde ortsaufgelöst mittels optischer Emissionsspektroskopie aus der Dopplerverbreiterung der Hα-Atomlinie bestimmt. Aus der Starkverbreiterung der Hβ-Linie wurde die Elektronendichte ebenfalls ortsaufgelöst ermittelt. Das Intensitätsverhältnis dieser beiden Linien liefert im pLTE zudem eine gute Abschätzung für die Elektronentemperatur, welche im Plasmakern nahe an der gemessenen Gastemperatur von ca. 7000 K liegt.
Neben der Charakterisierung des Plasmas wurde ein einfaches Modell verwendet, um den Verdampfungsvorgang einzelner Partikel zu berechnen. Der Energieübertrag aus dem Plasma auf die Partikel ist vorwiegend über deren Verweilzeit im Plasma bestimmt. Dies ermöglicht das Einstellen der Morphologie der abgeschiedenen Schichten, welche mittels REM untersucht wurde.