Hochratesynthese von Hartstoffschichten auf Siliciumbasis - Qucosa ...
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4. Methodische Vorgehensweise<br />
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Plasmagase und unterschiedlicher Injektionsbedingungen für die Gase können erhebliche<br />
Schwankungen der lokalen Gaszusammensetzung <strong>auf</strong>treten. Ohne Kenntnis der lokalen Gaskomponentenanteile<br />
ist es zweckmäßig <strong>von</strong> der mittleren Zusammensetzung aller Prozessgase<br />
auszugehen, um Temperatur- und Geschwindigkeitsprofile ableiten zu können.<br />
Zur Bestimmung der lokalen Gasgeschwindigkeit des Plasmas dient die Bernoulli Gleichung<br />
(Gl. 11) unter der Annahme, dass es sich bei dem Plasma um eine inkompressible Strömung<br />
handelt und die Gasgeschwindigkeit geringer als 40% der Schallgeschwindigkeit ist.<br />
v = 2 ⋅ p / ρ(<br />
T )<br />
(Gl. 11)<br />
dyn.<br />
mit: v : Lokale Geschwindigkeit des Plasmagases am Sondeneintritt<br />
p dyn.<br />
: Dynamischer Druck des Plasmagases<br />
ρ : Dichte des Plasmagases<br />
Der dynamische Druck des Plasmagases ergibt sich aus der Differenz des Staudrucks, der bei<br />
geschlossenem Sondenventil gemessen wird, und dem Umgebungsdruck in der Reaktorkammer<br />
unter Annahme eines konstanten statischen Drucks im Reaktor. Die Dichte des Plasmagases<br />
ist als Funktion der chemischen Zusammensetzung, des Drucks und der Temperatur<br />
Tabellenwerken zu entnehmen. Für den Druck im Plasmastrahl wird wiederum der Kammerdruck<br />
zugrunde gelegt.<br />
4.5 Schichtcharakterisierung<br />
Die Schichten werden in Bezug <strong>auf</strong> ihre Morphologie und Struktur untersucht. Die Charakterisierung<br />
der Morphologie erfolgt mittels REM an Querschliffen und Bruchflächen der<br />
hergestellten Schichten. EDX Analysen sind für eine quantitative Analyse <strong>von</strong> Elementen, die<br />
leichter als Fluor sind, nicht geeignet. Dennoch erlaubt das Kalibrieren des Siliciumpeaks <strong>auf</strong><br />
die Höhe des Peaks eines unbeschichteten Siliciumwafers qualitative Aussagen über die<br />
Schichtzusammensetzung.<br />
Die Charakterisierung der Kristallstruktur erfolgt mittels XRD. Diese Analysen erlauben unter<br />
Berücksichtigung der gerätebedingten Reflexverbreiterung ein Abschätzen der Kristallitgröße<br />
aus der Halbhöhenbreite der Beugungspeaks mit Hilfe der Scherrer Formel (Gl. 12). Für<br />
Korngrößen unter 0,1 µm liefert diese Methode zuverlässige Ergebnisse mit guter Genauigkeit.
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