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Ursel Fantz

• In dieser Arbeit werden mikrowellen-angeregte Silanplasmen im Druckbereich von 2 - 20 Pa mit Diagnostikmethoden, die das Plasma nicht beeinflussen, detailliert untersucht. Dabei handelt es sich um Plasmen aus reinem Silan, Mischungen von Silan mit Argon oder Helium sowie Mischungen mit Wasserstoff, die in der Praxis zur Abscheidung von a-Si:H Schichten verwendet werden. Die Plasmaparameter wie Elektronentemperatur, Gastemperatur und Rotationstemperatur verschiedener angeregte Zustände werden mit der Emissionsspektroskopie ermittelt. Die Niederdruckplasmen befinden sich nicht im thermischen Gleichgewicht und die Interpretation der Spektren erfordert daher spezielle Modelle. Hier wird das Koronagleichgewicht verwendet. Die Elektronendichte wird mit einem Mikrowelleninterferometer bestimmt. Messungen mit einem Massenspektrometer geben Aufschluss über die Silanteilchendichte im Plasma, über die aus dem Silan gebildete Disilandichte und über den im Plasma vorhandenen molekularenIn dieser Arbeit werden mikrowellen-angeregte Silanplasmen im Druckbereich von 2 - 20 Pa mit Diagnostikmethoden, die das Plasma nicht beeinflussen, detailliert untersucht. Dabei handelt es sich um Plasmen aus reinem Silan, Mischungen von Silan mit Argon oder Helium sowie Mischungen mit Wasserstoff, die in der Praxis zur Abscheidung von a-Si:H Schichten verwendet werden. Die Plasmaparameter wie Elektronentemperatur, Gastemperatur und Rotationstemperatur verschiedener angeregte Zustände werden mit der Emissionsspektroskopie ermittelt. Die Niederdruckplasmen befinden sich nicht im thermischen Gleichgewicht und die Interpretation der Spektren erfordert daher spezielle Modelle. Hier wird das Koronagleichgewicht verwendet. Die Elektronendichte wird mit einem Mikrowelleninterferometer bestimmt. Messungen mit einem Massenspektrometer geben Aufschluss über die Silanteilchendichte im Plasma, über die aus dem Silan gebildete Disilandichte und über den im Plasma vorhandenen molekularen Wasserstoff. Absolutmessungen der Strahldichte von Spektrallinien und Molekülbanden ermöglichen die Bestimmung von Teilchendichten zugänglicher Radikale (SiH, Si, H2, H) unter Verwendung des Koronamodells und bei Kenntnis der Plasmaparameter. Kombiniert werden diese Ergebnisse mit einer Modellierung der Silanplasmen, die sowohl in der gemessenen Elektronentemperatur als auch in den Teilchendichten aus der Massenspektrometrie überprüft werden kann. Ein Vergleich der Modellierung mit den Ergebnissen aus der Emissionsspektroskopie soll die Anwendbarkeit der Emissionsspektroskopie zur Teilchendichtebestimmung demonstrieren und die Modellierung in weiteren Teilchendichten bestätigen. Nach einer experimentellen Verifizierung des Modells kann dann auf die nicht zugänglichen Teilchendichten wie SiH3 oder SiH2 oder auf die Ionenzusammensetzung der Plasmen geschlossen werden.…