Untersuchung der Reaktionschemie von Silizium-haltigen Precursoren in einem Mikroplasmajet mittels Molekularstrahl-Massenspektrometrie

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Die Herstellung von dünnen Filmen aus beliebigen Precursoren ist herausragendes Anwendungsgebiet technischer Plasmen, die in der Regel bei niedrigen Drücken betrieben werden. Gelänge es allerdings, diese Plasmasynthese auch bei Atmosphärendruck zu beherrschen, ergäben sich zahlreiche Vorteile wie eine leichtere Integration der Plasmabeschichtung in Produktionsabläufe oder die Anwendung dieser Plasmen für biomedizinische Anwendungen, bei denen das zu behandelnde Objekt nicht dem Vakuum ausgesetzt werden kann. Ziel des Vorhabens ist es, die Herstellung von dünnen siliziumhaltigen Filmen mittels Plasmasynthese bei Atmosphärendruck zu realisieren. Solche Filme dienen als elektronische Materialien (Si:H) oder als Diffusionsbarrieren (SiO2). Dazu wird ein Mikroplasmajets bestehend aus einem System koaxialer Kapillaren mit einem Elektrodenabstand im Bereich von 200 Mikrometer verwendet. In dieser Anordnung wird ein 13.56 MHz-Plasma erzeugt, wobei der hohen Teilchenfluss an Argon oder Helium das Ablaufen einer Nichtgleichgewichtschemie gewährleistet. Injiziert man in dieses Plasma silan-haltige Monomere, so werden reaktive Teilchen erzeugt, die bei der Wechselwirkung mit einer Oberfläche zu Beschichtung führen. Es ist geplant, die Reaktionschemie in dem Mikroplasmajet mittels Molekularstrahl-Massenspektrometrie zu untersuchen. Die Charakterisierung der Entladung selbst erfolgt mittels passiver Emissionsspektroskopie und elektrischer Diagnostik.