Stirnwellen in Kavitäten von mikrostrukturierten Plasmastempeln

Abstract:
Plasmastempel mit Kavitäten werden zur mikrostrukturierten Oberflächenmodifizierung von Substraten eingesetzt. Der Modifizierungsgrad der Substrate ist durch die statistische Verteilung der Entladungen determiniert. Die begrenzten Kavitätenabmessungen bewirken Entladungsbildung wie Raumentladungen oder Gleitentladungen, sowie veranlassen Zusammenwirkung der Plasmawellen. Die hervorgerufene Konvergenz der Wellen, das Ausdrängen einzelner Entladung und die gegenseitige Wirkung der angrenzenden Kavitäten durch die Feldkompression im Dielektrikum determiniert Raumeffekte, die zur charakteristischen Verteilung des Partikelflusses zur Oberfläche der Kavität führt. Im Kathodenfall bildet sich eine Stirnwelle, die sich in einigen Nanosekunden über das Substrat ausbildet. Der Ionisierungsbereich der Welle konzentriert sich auf einen schmalen Bereich mit Multiplikationsraten von über 10²⁴ cm^-3s^-1. Die Stromdichten nehmen in azimutaler Richtung ab.