Gerhard Franz

Niederdruckplasmen und Mikrostrukturtechnik (eBook, PDF)

• Format: PDF

Produktbeschreibung

In diesem Buch werden zunächst die verschiedenen Typen von Plasmen ausführlich beschrieben: Gleichstrom-Entladung, kapazitive und induktive Kopplung mit Radiofrequenz, die magnetfeldunterstützte Anregung mittels Heliconwellen; schließlich noch Ionenstrahlen. Breiten Raum nimmt dann die Plasmadiagnostik ein, die in einem separaten Kapitel mit vier Methoden exemplarisch vorgestellt wird, und in dem die vorher erörterten Methoden zur Plasmaerzeugung unter analytischen Gesichtspunkten diskutiert werden. So haben sich als wichtigste Zielgrößen die Plasmaparameter, Plasmadichte und Elektronentemperatur erwiesen, die im Fokus der Entwicklung von Hochdichteplasmen ab 1980 standen~ vorwärts getrieben vor allem von den Forderungen der Mikrostrukturtechnik, Oberflächen durch Beschichten und gezieltes Abtragen auf vielfältige Weise zu modifizieren. Daher erfolgt anschließend eine umfassende Darstellung der beiden modernen Verfahren Sputtern und Trockenätzen.

Besondere Aufmerksamkeit wird reaktiven Verfahren und den dort auftretenden Reaktionsmechanismen, aber auch der Ionenstrahlmethode, gewidmet, die die breite Palette der Anwendungsmöglichkeiten von Plasmaprozessen erneut erweitert haben, wodurch die Mikrostrukturtechnik zu einer zukunftsweisenden Querschnittstechnologie avanciert ist. Zahlreiche Anwendungsbeispiele sind in den Text eingestreut und illustrieren sowohl den geringen Aufwand als auch die herausragende Umweltverträglichkeit der Mikrostrukturtechnik mit Niederdruckplasmen, die bereits Maßstäbe gesetzt hat und deren Potential kaum hoch genug eingeschätzt werden kann.

Für die Neuauflage wurde vor allem das Kapitel über RF-Entladungen wesentlich erweitert, eines über Plasmadiagnostik hinzugefügt und die Abbildungen auf einen einheitlichen Standard gebracht, dagegen die Abtrennung langer Ableitungen in einen Anhang beibehalten, wodurch insgesamt der Umfang des Buches nur unwesentlich zunahm.

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Produktdetails

• Verlag: Springer Berlin Heidelberg
• Seitenzahl: 543
• Erscheinungstermin: 12. März 2013
• Deutsch
• ISBN-13: 9783642187698
• Artikelnr.: 53105340

Inhaltsangabe

1 Einleitung.- 2 Das Plasma.- 2.1 Gleichstrom-Glimmentladung.- 2.2 Temperaturverteilung im Plasma.- 2.3 Ladungsneutralisation im ungestörten Plasma.- 2.4 Potentialvariation im Plasma.- 2.5 Temperatur und Dichte der Elektronen.- 2.6 Plasmaschwingungen.- 2.7 Ôhnlichkeitsgesetze.- 3 Ladungsträger.- 3.1 Streutheorie.- Elastische Stöße.- 3.3 Unelastische Stöße.- 3.4 Sekundärelektronen-Erzeugung an Oberflächen.- 3.5 Verlustmechanismen.- 4 DC-Entladungen.- 4.1 Ionisierung in der Kathodenzone.- 4.2 Negative Glühzone und Positive Säule.- 4.3 Anodenzone.- 4.4 Hohlkathodenentladungen.- 5 HF-Entladungen I.- 5.1 Beschreibung der Ladungsträgererzeugung.- 5.2 HF-Kopplung: Qualitative Beschreibung.- 5.3 HF-Kopplung: Quantitative Beschreibung.- 5.4 Abgleichsnetzwerke.- 6 HF-Entladungen II.- 6.1 Elektrodenvorgänge in kapazitiv gekoppelten Plasmen.- 6.2 Feldstärken in der Randschicht bei steigender Anregungsfrequenz.- 6.3 Symmetrisches System.- 6.4 Asymmetrisches System.- 6.5 Self-Bias der RF-Elektroden.- 6.6 Streumechanismen.- 7 HF-Entladungen III.- 7.1 Hoch-Dichte-Plasmen.- 7.2 Induktiv gekoppelte Plasmen.- 7.3 Magnetfeld-unterstützte Anregung von Plasmen.- 7.4 Whistlerwellen und Systeme mit gekoppelter Resonanz.- 7.5 ECR-Quellen.- 7.6 Vergleich der Hochdichteplasma-Entladungen.- 8 Ionenstrahlsysteme.- 8.1 Plasmaquellen.- 8.2 Gitteroptik.- 8.3 Qualitative Betrachtung der Ionenextraktion.- 8.4 Quantitative Betrachtungen zum Ionenstrom.- 8.5 Neutralisierung.- 8.6 Prozeßoptimierung.- 8.7 Uniformität.- Plasma-Diagnostik.- 9.1 Langmuir-Sonde.- 9.3 Self-Excited Electron Resonance Spectroscopy (SEERS).- 9.4 Impedanzanalyse.- 9.5 Optische Emissions-Spektroskopie (OES).- 9.6 Zusammenfassung.- 10 Sputtern.- 10.1 Kinetik.- 10.2 Sputterbedingungen.- 10.3 Probleme derKontamination.- 10.4 Bias-Techniken.- 10.5 Deposition von Mehrkomponenten-Filmen.- 10.6 Probleme der Kohäsion.- 10.7 Sputtersysteme mit erhöhter Plasmadichte.- 10.8 Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition (PECVD).- 10.9 Ionenstrahlbeschichtung.- 11 Trockenätzverfahren.- 11.1 Sputterätzen.- 11.2 Reaktive ätzverfahren.- 11.3 Abhängigkeit von einzelnen Parametern.- 11.4 Charakteristika des Trockenätzens.- 11.5 Spezielle Charakteristika des Ionenstrahlätzens.- 11.6 Damage.- 11.7 Ôtztopographie.- 11.8 Prozeßkontrolle.- 12 Ôtzmechanismen.- 12.1 Rückblick.- 12.2 Quantitative Berechnung mit der Langmuir-Theorie.- 12.3 ...und beim Ionenätzen?.- 12.4 Simulation von Trockenätzungen.- 12.5 Ôtzverhalten von Si und seinen Verbindungen.- 12.6 Ôtzverhalten von III/V-Verbindungshalbleitern.- 12.7 Kombination verschiedene Ôtzverfahren.- 12.8 Oberflächenreinigung.- 12.9 Anlagen-Design.- 13 Ausblick.- 14 Anhang.- 14.1 Elektronen-Energieverteilungen (EEDFs).- 14.2 Die Bohmsche Übergangszone.- 14.3 Plasmaschwingungen.- 14.4 Kapazitive Kopplung im RF-System.- 14.5 Bewegung im magnetischen Feld.- 14.6 Cutoff und Skintiefe des E-Feldes in einer HF-Entladung.- 14.7 Eigenschaften der Whistlerwellen.- 15 Verwendete Symbole und Akronyme.- 16 Bildquellennachweis.- Register.