Heidelberg 1999 – wissenschaftliches Programm
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P: Plasmaphysik
P 12: Entladungen II
P 12.1: Fachvortrag
Donnerstag, 18. März 1999, 11:45–12:15, ZO 2
Laserspektroskopische und numerische Untersuchungen der Reaktionskinetik eines CH4/O2-Plasmas — •C. Busch, I. Möller und H. Soltwisch — Institut für Experimentalphysik V, Ruhr-Universität Bochum
Kohlenwasserstoffplasmen mit Beimischungen von O2 werden zur Abscheidung von Kohlenstoffschichten eingesetzt. Neben seines direkten Einflusses auf die Oberflächenschichten verändert Sauerstoff auch die Plasmabedingungen als Quelle negativer Ionen und durch die Erweiterung der Plasmachemie. Diese im Plasma selber stattfindenden Prozesse sind Gegenstand der Untersuchungen.
Die Messungen werden in einer kapazitiv gekoppelten RF-Entladung (νRF = 13.56 MHz, p ≈ 1 mbar, Flussrate 1−10 sccm) mit Methan und Sauerstoff als Quellgasen durchgeführt. Die Konzentrationen und Temperaturen selektierter molekularer Spezies werden mittels Absorptionsspektroskopie im nahen und mittleren Infrarot mit Laserdioden gemessen.
Um die Interpretation der experimentellen Ergebnisse zu erleichtern und Anregungen für weitergehende experimentelle Untersuchungen zu liefern, wurde ein einfaches zeitunabhängiges 1D-Modell des Plasmas ohne Randschichten entwickelt. Zur Vereinfachung der Numerik sind die Plasmaprozesse in separate Module aufgeteilt, die Selbstkonsistenz durch Iteration erreichen. Das Modell besteht aus einem plasmachemischen Modul, einem drei-Komponenten-Fluid-Modell für Elektronen, positive und negative Ionen, und einem Modul zur Lösung der Boltzmanngleichung in lokaler Näherung.
Experimenteller Aufbau und Messungen werden vorgestellt und mit Aussagen der Plasmamodellierung verglichen.