Ortsaufgelöste Stromdichte-/Energieverteilungsanalyse in einem reaktiven Niederenergie-Ionenstrahl großen Querschnittes

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Eine Zweigitter-Ionenextraktionsoptik großen Querschnitts aus Silizium wurde entwickelt. Anstelle der bisher verwendeten Hochfrequenzplasmaquelle kam zur Plasmaerzeugung eine ECR_Mikrowellenplasmaquelle nach dem Schlitzantennenprinzip zum Einsatz, die eine bessere Hochskalierung erlaubt. Nach Umbau dieser Quelle und Adaption der Extraktionsoptik wurden Argon- und reaktive Sauerstoffionenstrahlen untersucht. Die Stromdichte konnte quantitativ räumlich aufgelöst aufgenommen und die Divergenzeigenschaften bestimmt werden. Ebenso wurden die Energieverteilungen und die Plasmaeigenschaften während des Ionenquellenbetriebs vermessen. Im hier vorgeschlagenen Folgeprojekt soll zur quantitativen Vermessung kleiner Siliziummengen die hochempfindliche Cavity-Ringdown-Spectroscopy (CRDS) als neue Diagnostikmethode zur Anwendung kommen. In einem ersten Schritt ist daher das Sputtern von reinem Silizium mit Hilfe der neuen Ionenstrahlquelle zu untersuchen. Sodann soll CRDS optimiert werden, um dann eine quantitative Bestimmung der Ionenstrahlkontamination mit Silizium vorzunehmen. Schließlich wird der Sputterabtrag von Quarz mittels CRDS vermessen. Die zusätzliche Herausforderung bei nichtleitenden Targets besteht darin, eine effektive Neutralisierung des Ionenstrahls zu erzielen, was durch alternierende Pulsung der Extraktionsgitterspannungen erreicht werden soll.