Studium procesů během depozice tenkých organosilikonových vrstev

Abstract

Tématem bakalářské je diagnostika plazmatu užívaného pro depozice tenkých vrstev na bázi organo-křemíkových sloučenin. Jako monomer byl využit tetravinylsilan (TVS), diagnostickou metodou byla optická emisní spektroskopie. V teoretické části jsou uvedeny základy optické emisní spektroskopie a základy výpočtu rotační, vibrační teploty a elektronové teploty plazmatu. Vlastní depozice probíhala v pulzním režimu s aktivním výbojem v poměru 1:4 až po 1:499. K čistému TVS bylo postupně přidáváno 10, 40 a 80% kyslíku, celkový průtok směsi činil vždy 0,5 sccm. V jednotlivých spektrech byly identifikovány čáry atomárního vodíku a celá řada rotačních čar odpovídajících molekule vodíku. Dále se podařilo ve spektrech identifikovat molekulární pásy SiH, CH a C2. Během depozice s přidáním kyslíku byly navíc identifikovány atomární čáry kyslíku a kontinuální záření s maximem okolo 550 nm. Z rotačních čar pásu 0-0 molekuly CH byla stanovena rotační teplota, která se pohybovala v rozmezí 1700 - 2100 K. Z atomárních čar vodíku byla stanovena teplota elektronů okolo 1800 K. Na základě zjištěných výsledků se podařilo částečně určit složení plazmatu a byly získány i některé jeho základní charakteristiky.The aim of this work is plasma diagnostic during the deposition of thin films based on organosilicone compounds. Tetravinylsilane (TVS) was used in this study; the optical emission spectroscopy was applied for the diagnostics. The theoretical part of this work gives a basic fundaments of optical emission spectroscopy and brings the procedures for rotational, vibrational, and electron temperature calculations. The deposition process was carried out in pulsed regime with duty cycle 1:4 to 1:499. The pure TVS and TVS containing 10, 40 and 80 % with total gas mixture flow rate of 0.5 sccm were used during the deposition. The hydrogen atomic lines and many rotational lines of molecular hydrogen were identified in the spectra. Besides them, the molecular band of SiH, CH and C2 were observed. The atomic oxygen lines and continuum with a maximum at 550 nm were recorded in the case when oxygen was added. The rotational temperature calculated from 0-0 CH band was in the range 1700 - 2100 K depending on the discharge conditions. The electron temperature of about 1800 K was calculated from hydrogen atomic lines. The experimental results showed the partial plasma composition and some plasma basic characteristics were obtained.