Charakterisierung von Plasmaprozessen zur ionengestützten Abscheidung (PIAD) von optischen Schichten

Jens Harhausen, Ralf Peter Brinkmann, Rüdiger Foest, Andreas Ohl, Benjamin Schröder, Hartmut Steffen

DPG Frühjahrstagung, 12.-16.3. 2012, Stuttgart (talk)


Abstract

Ein in der Optikindustrie verbreitetes System zur PIAD ist die Advanced Plasma Source (APS) der Leybold Optics GmbH. Dabei handelt es sich um eine Glüh-Kathoden DC-Entladung (Entladungsleistung PD? 5 kW) in einer halboffenen Anordnung, welche ein stark inhomogenes Plasma im Rezipienten erzeugt (Druck p? 2· 10?2 Pa, Ionenenergie Ei=50..150 eV, Elektronendichte ne= 109..1011 cm?3). In diesem Beitrag werden Untersuchungen betr. das Funktionsprinzip zur Erzeugung des Plasma-Ionenstrahls und dessen zeitl. Stabilisierung vorgestellt. Einerseits werden exp. Daten zur Elektronen- und Ionenkinetik im Expansionsbereich diskutiert. Andererseits wird auf den Stand der Modellierung der Quellregion und der Strahlausbreitung im Rezipienten eingegangen. Die wesentlichen Mechanismen, die die Strahlausprägung (Teilchenenergie und räuml. Verteilung) beeinflussen, sind die Topologie des Plasmapotentials und die Strahldämpfung aufgrund von Ladungsaustausch-Stössen mit dem Hintergrundgas. Aus den gewonnenen Kenntnissen wurden neue Steuer-Algorithmen abgeleitet, welche eine präzisere Deposition von opt. Schichten ermöglichen. Als Beispiele dienen Studien zur Reproduzierbarkeit der opt. Dicke und der Schichtspannung von TiO2-Schichten. Gefördert durch das BMBF (Fkz. 13N10462).

[Abstract]

Tags: APS, PIAD, plasma, PluTO