Оптическая эмиссионная спектроскопия силансодержащих потоков газа, активированных электронно-пучковой плазмой

• Автор: Баранов, Евгений Александрович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 91 с. : ил.

Содержание
Введение

Актуальность работы

Цели работы

Научная новизна

Практическая значимость

Защищаемые положения

Достоверность полученных результатов

Апробация работы

Личный вклад соискателя

Объем и структура работы

Г лава 1. Литературный обзор
1Л Электронно-пучковая плазма
1.2 Метод осаждения пленок кремния из газовой фазы
1.2Л Метод газоструйного плазмохимического осаждения
1.3 Диагностика плазмы используемой для осаждения пленок кремния
1.4 Корреляции свойств пленок и излучения плазмы из газовой фазы
Глава 2. Влияние электронно-пучковой плазмы на газодинамические параметры свободных струй
2.1 Методика измерений
2.2 Расчет спектра и определение вращательной температуры
2.3 Формулы для определения плотности
2.4 Экспериментальная установка
2.5 Методика эксперимента по измерению вращательной температуры
2.6 Методика эксперимента по измерению плотности
2.7 Анализ результатов и дискуссия
2.8 Заключение
2.9 Выводы
Глава 3. Измерение вращательной температуры состояния А2А радикала віН с помощью пучка электронов
3.1 Экспериментальная установка
3.2 Методика расчета спектра и определения вращательной температуры
3.2.1 Случай Гунда а
3.2.2 Случай Гунда б

3.2.3 Л-удвоение
3.2.4 Правила отбора
3.2.5 Факторы Хенля-Лондона
3.2.6 Подгонка
3.3 Сравнение с литературными данными
3.4 Результаты экспериментов
3.5 Обсуждение результатов
3.6 Выводы
Глава 4. Оптическая эмиссионная спектроскопия электронно-пучковой силансодержащей плазмы
4.1 Свободная струя
4.1.1 Экспериментальная установка
4.1.-2 Визуализация потока газа
4.1.3 Обзорные спектры
4.1.4 Вращательная температура радикала БПЗ
4.1.5 Зависимости эмиссий от параметров потока и активации
4.2 Струя в реакторе
4.2.1 Экспериментальная установка
4.2.2 Визуализация потока газа
4.2.3 Корреляция эмиссии БМ и скорости роста пленки кремния
4.3 Выводы
Заключение
Благодарности
Список литературы
Введение
Актуальность работы
Пучок электронов, взаимодействуя с атомами и молекулами газа, проводит к
процессам ионизации, диссоциации и возбуждения частиц газа, образуя электроннопучковую плазму. Изучение параметров такой плазмы в сверхзвуковых струях является важным как с научной точки зрения, так и для практического использования. Научный интерес обусловлен тем, что строгое описание взаимодействия электронного пучка со сверхзвуковым потоком молекулярного газа является затрудненным вследствие необходимости учета большого количества процессов в неравновесной электроннопучковой плазме: возбуждения внутренних степеней свободы, ионизации и диссоциации. Последующее расширение газа в сверхзвуковой струе с протеканием релаксационных процессов (энергообмен между внутренними степенями свободы и поступательным движением, излучение, плазмохимические реакции) дополнительно усложняют анализ параметров электронно-пучковой плазмы, поэтому использование традиционных методов исследования, применяемых для диагностики сверхзвуковых разреженных потоков газа, наталкивается на ряд проблем.
Прикладная направленность связана с развитием вакуумных струйных технологий в применении к осаждению тонких пленок, в частности тонких пленок кремния для солнечной энергетики. Тонкопленочные солнечные элементы (СЭ) на аморфном кремнии являются одним из наиболее вероятных кандидатов на широкомасштабное производство СЭ. Сдерживающим фактором развития производства СЭ является высокая их стоимость, обусловленная, в конечном итоге, низкой производительностью линий по получению СЭ, поскольку основным на этих линиях является метод осаждение пленок из тлеющего разряда. Метод, основанный на активации потоков газа с помощью электронно-пучковой плазмы, обеспечивает резкое (в десятки раз) увеличение скоростей осаждения пленок на больших площадях подложек при хорошем качестве слоев.

Г2-1/

Подставляя полученные
данные в конечную формулу
и --.--,---- ,--,--1--г
3890 3895 3900 3905 3910 3
длина волны, А
для интенсивности, и
используя температуру как
идеальных интенсивностей.
параметр, получим спектр
Чтобы
получить
окончательный расчётный
Рис. 2.3. Расчетный спектр полосы 0-0 1. О. С. А^+: спек'Ф> надо свернуть
аппаратной функцией прибора. В данной работе, экспериментально полученную аппаратную функцию можно считать треугольной. Тогда распределение интенсивности в спектре записывается следующим образом:
На рис. 2.3 представлен расчетный спектр полосы 0-0 1. О. С. N2* для вращательной температуры 300 К и а = 0.4 А.
Вращательная температура из экспериментального спектра находиться следующим образом:
• расшифровка экспериментального спектра.
• установление соответствия между расчётным и экспериментальным спектром путём визуального сравнения.
Твр = 300 К и а - 0.4 Л.
теоретический спектр с

(уА -Уі)
< а, а а - полуширина спектральной линии на полувысоте.