Введение
ГЛАВА 1 Обзор СВЧ разрядов, применяемых в реакторах по осаждению АП 12
1.1 Осаждение алмазных пленок из газовой фазы (CVD технология) 12
1.2 CVD реакторы на основе СВЧ разряда 19
1.3 Параметры плазмы в CVD реакторах с СВЧ разрядом 22
1.4 Задачи CVD технологии и поиск путей их решения 26 \
ГЛАВА 2. Экспериментальное исследование свч разряда в цилиндрическом резонаторе 29
2.1 Экспериментальная установка 30
2.1 1. Генераторный блоке 6 кВт магнетроном 31
2.1.2. Блок питания магнетрона 31
2.1.3.. Плазменный реактор на основе объемного резонатора 32
2.1.4. Реакционная камера с регулируемой системой охлаждения подложки 33
2.1.5. Система контроля газового потока 34
2.1.6. Система автоматического управления установкой 34
2.1.7. Система регистрации оптического излучения СВЧ разряда 35
2.2 Методы измерения параметров СВЧ разряда 35
2.2.1. Измерение степени диссоциации водорода в разряде 35
2.2.2. Методика измерения температуры газа в разряде 39
2.3 Диалюстика качества алмазных пленок по рамановским спектрам 41
2.4 Исследование влияния внешних параметров на характеристики СВЧ разряда 43
2.4.1. Влияние давления газовой смеси и СВЧ мощности 43
2.4.2. Влияние состава газовой смеси 47
2.4.3. Исследование импульсного режима поддержания разряда 49
2.5 Экспериментальное исследование процессов осаждения АП 50
2.5.1. Зависимость скорости роста АП от процентного содержания метана 50
2.5.2. Зависимость скорости роста от режима поддержания СВЧ разряда (1,5 кВт) 51 2.53. Влияние частоты следования импульсов на рост АП (3 кВт) 52
2.6. Обсуждение результатов 55
ГЛАВА 3. Самосогласованное моделирование импульсного и непрерывного свч разрядов в водороде 59
3.1 Описание модели 60
3.1.1. Электродинамический и плазменный блоки 61
3.1.2. Газодинамический блок 62
3.1.3. Блок вычислений концентрации атомарного водорода 66
3.1.4. Блок расчетов с учетом колебательной кинетики водорода 68
3.1.5. Блок расчетов с учетом диссоциативного прилипания электронов 71
3.L6. Методика сравнения результатов моделирования с экспериментальными данными 72
3.2 Результаты численного моделирования и их обсуждение 73
3.2.1. Сравнение результатов моделирования с экспериментальными данными 73 ,
3.2.2. Механизмы переноса энергии в непрерывном СВЧ разряде 77
3.2.3. Влияние метана на ионный состав плазмы 78
3.2.4. Обсуждение основного механизма ионизации в СВЧ разряде в водороде 80
3.3 Выводы 82
ГЛАВА 4. Исследование импульсного разряда на поверхностной волне 84
4.1 Аналитическое описание разряда на поверхностной волне : 84
4.2 Возбудители разряда па поверхностной волне 86
4.3 Экспериментальное исследование импульсного РПВ в воздухе 87
4.3.1, Схема экспериментальной установки 87
4.3.2. Исследование механизма движения фронта РПВ в воздухе 89
4.4 Моделирование импульсного СВЧ разряда на поверхностной волне в воздухе 91
4.4. 1 Описание модели 91
4.4.2. Результаты расчетов и их обсуждение 93
4.5 Исследование РПВ в водород-метоновых смесях 98
4.6 Моделирование процессов ионной конверсии в водородном разряде 102
4.7 Применение разряда на поверхностной волне для напыления алмазных пленок... 105
4.7.1. Схема микроволнового CVD реактора на базе ПВ 105
4.7.2. Описание численной модели для микроволнового CVD реактора на ПВ 106
4.7.3. Влияние давления и положения подложки на скорость роста АП 107
4.6.1. Зависимость параметров разряда от скорости газового потока 108
4.6.2. Оценки для скорости роста АП ПО
Заключение 113
Литература
