Niederdruckplasmen und Mikrostrukturtechnik

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. Daran anschliessend erfolgt eine umfassende Darstellung der beiden modernen Verfahren Sputtern und Trockenätzen, mit denen heute Oberflächen durch Beschichten und gezieltes Abtragen auf vielfältige Weise modifiziert werden. Besondere Aufmerksamkeit wird reaktiven Verfahren und den dort auftretenden Reaktionsmechanismen, aber auch der Ionenstrahlmethode, gewidmet. Zahlreiche Anwendungsbeispiele sind in den Text eingestreut. Für die Neuauflage wurde das Buch vollständig neu bearbeitet und aktualisiert. Hinzu kamen neue Kapitel über Plasmadiagnostik und hochdichte sowie induktiv-gekoppelte Plasmen.

Inhalt
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.