Исследование источников неравновесной плазмы на основе СВЧ разрядов, предназначенных для осаждения алмазных пленок тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.08 ВАК РФ

КОЛДАНОВ Владимир Александрович

ИССЛЕДОВАНИЕ ИСТОЧНИКОВ НЕРАВНОВЕСНОЙ ПЛАЗМЫ

НА ОСНОВЕ СВЧ РАЗРЯДОВ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ АЛМАЗНЫХ ПЛЕНОК

01.04.08 - физика плазмы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Нижний Новгород — 2006

Работа выполнена в Институте прикладной физики Российской академии наук (г. Нижний Новгород).

Научный руководитель

докют физико-математических наук

А.Л. Вйгарев (ИПФ РАН)

Официальные оппоненты

доктор физико-математических наук Ю.А. Лебедев (ИНХС РАН)

доктор физико-математических наук М.Д. Токман (ИПФ РАН)

Ведущая организация

Московский государственный университет

им. Ломоносова (г. Москва)

Защита состоится 25 сентября 2006 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 002.069.02 в Институте прикладной физики РАН (603950 г. Нижний Новгород, ул. Ульянова, 46).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института прикладной физики Российской академии наук.

Автореферат разослан « /К 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор физико-математических наук,

профессор

Ю. В. Чугунов

Общая характеристика работы Актуальность проблемы

Настоящая диссертация посвящена исследованию источников неравновесной плазмы на основе СВЧ разрядов, применяемых для осаждения алмазных пленок (АП). СВЧ разряд в газах является предметом многочисленных исследований, что связано с широким применением такого разряда в качестве источника неравновесной плазмы в различных технологиях. Одной из таких успешно развивающихся технологий является получение алмазных пленок (АП) методом осаждения из газовой фазы [13]. Интерес к этим исследованиям вызван уникальными физико-химическими свойствами искусственного алмаза и возможностью получения поликристаллических пленок и пластин большой площади (до сотен квадратных сантиметров) [4]. Метод искусственного выращивания алмаза заключается в осаждении атомов углерода из газовой фазы с образованием ими кристаллической решетки алмазного типа [5]. Такой процесс получил название chemical vapor deposition (CVD) — химическое осаждение из газовой фазы в русскоязычной литературе [6]. Как правило, при CVD процессе для осаждения алмаза применяется водород с небольшой добавкой углеродосодержащего газа (обычно метана).

Широкое распространение получили CVD реакторы, в которых для активации рабочей смеси используется СВЧ разряд на частоте 2,45 ГГц [7]. Эти реакторы позволяют выращивать высококачественные поликристаллические алмазные пленки, поскольку плазма существует только около подложки, изолирована от стенок к тем самым отсутствуют загрязнения от электродов или стснок реактора. Скорость роста АП определяется скоростью образования радикалов в объеме плазмы, скоростью их переноса к подложке и скоростью протекания поверхностных реакции [б]. Поэтому для совершенствования технологии плазменного синтеза поликристаллических алмазных пленок требуется изучение параметров плазмы и протекающих в ней процессов образования радикалов.

Недостатком микроволновых CVD реакторов является невысокая скорость роста алмазных пленок (порядка 1-2 микрона в час) и ограниченная площадь напыления АП (как правило 30-50 см2), тогда как для некоторых приложений необходимы АП большей площади (100 см2 и более) [4, 7]. Также для ряда приложений необходимы высококачественные АП толщиной 1-2 мм, для напыления которых необходимы тысячи часов непрерывной работы CVD реактора [7]. Поэтому поиск новых конструкций и оптимизация режимов работы существующих CVD реакторов с целью повышения скорости роста АП является актуальной задачей [4].

Цель работы

Целью диссертационной работы является исследование процессов, происходящих в неравновесной плазме СВЧ разрядов, применяемых для осаждения алмазных пленок из газовой фазы. При этом скорость роста и свойства осаждаемых алмазных пленок рассматривались как один из методов диагностики плазмы разряда.

Научная новизна

1. Проведено исследование импульсного СВЧ разряда в СVI) реакторе па базе объемного резонатора в широком диапазоне внешних параметров (давления и состава газовой смсси, СВЧ мощности и частоты следования импульсов). Предложена методика сравнения непрерывного и импульсного режимов СВЧ разряда для осаждения алмазных пленок. Получены экспериментальные данные, свидетельствующие, что применения импульсного режима поддержания разряда позволяет существенно увеличить скорость роста алмазных пленок по сравнению с непрерывным режимом.

2. Впервые было отмечено, что температура газа при давлении выше 50 Тор слабо зависит внешних параметров из-за потерь тепловой энергии на процессы термической диссоциации водорода, и, в результате, температуры газа ограничена на уровне 2500-3000 К0. Показано, что при высоких давлениях газа основным механизмом теплопереноса в центральных областях непрерывного СВЧ разряда в водороде является диффузия атомарного водорода.

3. Создана самосогласованная двумерная численная модель СВЧ разряда в водороде. Разработана методика сравнения результатов моделирования с экспериментальными данными. Предложен численный метод нахождения газовых течений в квазиизобарическом приближении, обладающий высокой скоростью и устойчивостью, и учитывающий возникающие в газе конвективные потоки. Показано, что основным каналом образования атомарного водорода является диссоциация электронным ударом колебательно возбужденных молекул водорода.

4. Исследован новый тип возбудителя разряда на поверхностной волне (РПВ), позволяющий создавать этот тип СВЧ разряда в широком диапазоне частот (до 40 ГГц включительно) при высоких уровнях падающей СВЧ мощности. Разработана самосогласованная численная электродинамическая модель импульсного РПВ, которая позволяет рассчитывать как начальную фазу распространения РПВ, так и параметры плазмы в квази-стационарном режиме. Обнаружено, что значительное влияние на скорость движения фронта РПВ оказывает эффект усиления электрического поля в области плазменного

4

резонанса на переднем фронте разряда. Показано, что в области, где разряд приближается к своей стационарной длине, механизм "волны пробоя" сменяется другим, связанным с более медленным диффузионным распространением разряда в направлении градиента электронной концентрации. 5. Исследована возможность применение РПВ для напыления АЛ. Показано, что из-за сильного контакта плазмы со стенками разрядной колбы, эффективность микроволнового CVD реактора на базе РПВ значительно ниже, чем у других типов CVD реакторов.

Практическая и научная ценность

Основная практическая ценность работы заключается, во-первых, в нахождении нового, перспективного с точки зрения увеличения скорости осаждения АП, режима работы микроволнового CVD реактора, и, во-вторых, в создании самосогласованной модели СВЧ разряда в водороде.

Предложенный импульсный режим работы CVD реактора, как показали исследования, позволяет не только существенно увеличить скорость осаждения АП, но и независимым образом влиять на морфологию их поверхности.

С другой стороны, с помощью созданной численной модели удается достоверно предсказывать параметры плазмы СВЧ разряда в широком диапазоне внешних параметров, что необходимо для оптимизации режимов работы существующих и конструирования новых микроволновых CVD реакторов.

Кроме того, в процессе работы была существенно модернизирована установка для напыления алмазных пленок из газовой фазы. На этой установке было экспериментально исследовано влияние внешних параметров (СВЧ мощности, давления и состава газовой смеси, режима поддержания разряда) на характеристики СВЧ разряда в объемном резонаторе.

Публикации н апробация результатов

По теме диссертации опубликовано 7 статей в рецензируемых научных журналах, 1 препринт, 14 докладов в трудах конференций.

Описанные в диссертации научные результаты докладывались на: семинарах ИПФ РАН; международных конференциях по алмазам и алмазоподобным пленкам "Diamond and Related Materials" в 2000, 2001 и 2002 годах; на международных конференциях "Microwave Discharge: Fundamentals and Applications" в 1997, 2000 и 2003 годах; на международных конференциях. "International Conference on Phenomena in Ionized Gases" в 1999 и 2003 годах; на международных совещаниях "Strong Microwaves in Plasmas" в 1996, 2000 и 2005 годах; на Международном

5

Симпозиуме по Теоретической и Прикладной Плазмохимии в 2002 году и пр.

Основные положения, выносимые на защиту

1. При высоких давлениях температура газа в СВЧ разряде в объемном резонаторе в водороде не превышает 3000 К0 и слабо зависит от внешних параметров (СВЧ мощности и давления газа).

2. Основным механизмом переноса энергии в центральных областях СВЧ разряда высокого давления (100 Тор и выше) является диффузия атомарного водорода, а на периферии — теплопроводность газа. В результате область однородно нагретого газа значительно превышает видимый размер СВЧ разряда высокого давления.

3. Использование импульсно-периодического СВЧ разряда в объемном резонаторе позволяет существенно (в 2-3 раза) увеличить скорость осаждения поликристаллических алмазных пленок (АП) по сравнению с непрерывным СВЧ разрядом (при одинаковой средней мощности, площади напыления, температуре подложке и средней удельной мощности, поглощаемой в плазме).

4. Разработан новый тип возбудителя разряда на поверхностной волне, основанный на моде ТМ01 круглого волновода. Данный возбудитель, по сравнению с применяемыми ранее возбудителями, позволил расширить рабочий диапазон частот до 40 ГГц при высокой эффективности трансформации СВЧ энергии в поверхностную волну.

5. Основным механизмом движения границы (фронта ионизации) импульсного разряда на поверхностной волне является волна пробоя, которая сменяется более медленным диффузионным механизмом по мере приближения разряда к стационарной длине.

6. Эффективность использования разряда на поверхностной волне для осаждения АП ограничена в результате потерь атомарного водорода и углеводородных радикалов на стенках разрядной трубки.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Общий объём диссертации составляет 122 страницы, включая 101 рисунок и 1 таблицу. Список литературы содержит 73 наименования.

Краткое содержание диссертации

Во введении в работу обоснована актуальность выбранной темы исследований и кратко изложено содержание диссертации.

Глава 1 содержит краткий обзор состояния СУ1Э технологии в настоящий момент. В разделе 1.1 кратко описана история развития СУЕ>

технологии, представлена общепринятая на сегодняшний день модель роста АП из газовой фазы и перечислены основные типы СУО реакторов с различным способом активации газовой смеси. В разделе 1.2 перечислены наиболее распространенные в настоящее время СУО реакторы с активацией газовой смеси с помощью СВЧ разряда. Классификация микроволновых СУО реакторов проведена по способу поддержания СВЧ разряда. В разделе 1.3 описываются наиболее распространенные методы диагностики плазмы СВЧ разряда в микроволновом СУО реакторе, а также результаты измерения наиболее важных параметров СВЧ разряда, таких как плотность плазмы, температура газа и концентрация атомарного водорода, проведенных различными группами исследователей. В заключительном разделе 1.4 первой главы сформулированы основные задачи СУО технологии и намечены некоторые из возможных путей их решения.

Глава 2 посвящена исследованию СВЧ разряда в, СУО реакторе, созданного на базе цилиндрического резонатора, возбуждаемого на моде

Еог з. В ходе исследований были проведены измерения параметров плазмы

СВЧ разряда (температуры газа и степень диссоциации водорода), создаваемой в этом реакторе. Экспериментально найдены зависимости скорость роста и качество алмазных пленок от внешних параметров (давления, состава газовой смеси, температуры подложки и т.д.). Проведенные исследования показывают, что скорость роста и качество АП определяется в основном потоками атомарного водорода и углеводородных радикалов на подложку, которые существенно зависят от условий напыления. Основное усилия были направлены на исследования импульсного режима поддержания разряда.

Раздел 2.1 посвящен описанию экспериментальной установки, основными частями которой являются: генераторный блок с б кВт магнетроном; блок питания для магнетрона; плазменный реактор па основе объемного резонатора на моде ТМ01г; реакционная камера с регулируемой

системой охлаждения подложки; система контроля газового потока; система автоматического управления установкой; система регистрации оптического излучения СВЧ разряда. Приведено подробное описание каждого из перечисленных узлов.

В разделе 2.2 описаны применяемые в работе методы измерения параметров СВЧ разряда. Для измерений использовался метод оптической эмиссионной спектроскопии, который заключается в анализе спектра оптического излучения разряда. В параграфе 2.2.1 подробно обсуждается актинометрический метод измерения концентрации атомарного водорода. Проведен анализ адекватности использования различных пар спектральных линий для измерения концентрации атомарного водорода. В параграфе 2.2.2 описаны применяемые в работе методы измерения температуры газа в

разряде по вращательной структуре спектров излучения двухатомных молекул.

Раздел 2.3 содержит описание рамановской диагностики алмазных пленок, основанной на неупругом взаимодействии лазерного излучения с исследуемым веществом. Приведена схема установки для рамановской диагностики АП.

В разделе 2.4 описываются результаты исследования СВЧ разряда в С\ЛЭ реакторе. Исследовано влияние внешних параметров на характеристики СВЧ разряда. Показано, что объем разряда увеличивается с ростом вкладываемой СВЧ мощность и уменьшается с ростом давления газовой смеси. При этом размер разряда в импульсном режиме существенно больше, чем в непрерывном режиме при одинаковом давлении газовой смеси и вкладываемой СВЧ мощности. Концентрация атомарного водорода в разряде быстро возрастает с увеличением давления газовой смеси и слабо зависит от СВЧ мощности. Обнаружено, что небольшая добавка метана приводит к сильному увеличению интенсивности оптического излучения СВЧ разряда по сравнению с разрядом в чистом водороде. Этот эффект объясняется изменением поля поддержания СВЧ разряда, которое является следствием изменения основного иона.

Раздел 2.5 посвящен исследованию процессов осаждения АП в микроволновом СУГ) реакторе. Скорость роста АП возрастает с увеличением содержания метана в газовой смеси. Зависимость скорости роста АП от содержания метана совпадает с отношением интснсивностей излучения радикала СН и атомарного водорода, что качественно совпадает с моделью роста АП, предложенной в Показано, что при небольшом уровне СВЧ мощности скорость роста АП в импульсном режиме в 1,5 раза выше, чем в непрерывном режиме. При этом для адекватного сравнения двух режимов давление газовой смеси в импульсном режиме должно быть больше, чем в непрерывном режиме, так чтобы площадь напыления и температура подложки были бы одинаковы в обоих режимах. При более высоком уровне СВЧ мощности скорость роста АП в импульсном режиме существенно (2-3 раза) выше, чем в непрерывном режиме. Изменение частоты следования импульсов в диапазоне 100-500 Гц не оказывает заметного влияния на скорость роста АП. Однако, структура поверхности АП существенно зависит от частоты следования импульсов. Этот обнаруженный эффект может позволить применять импульсный режим для выращивания АП с заданной структурой поверхности.

В разделе 2.6 обсуждаются полученные во второй главе результаты. Представлены результаты измерения концентрации атомарного водорода в СВЧ разряде па протяжении всего периода СВЧ импульса, проведенные с использованием короткого диагностического импульса, посылаемого с регулируемой задержкой после окончания основного СВЧ импульса. Показано, что концентрация атомарного водорода в импульсном режиме в

8

1,3-1,5 раз больше, чем в непрерывном режиме. Этим можно объяснить увеличение скорости роста АП в импульсном режиме по сравнению с непрерывным режимом. К дополнительному увеличению скорости роста АП может приводить интенсивное перемешивание газовой смеси в С\ТЭ реакторе, возникающее при импульсном режиме поддержания СВЧ разряда. Зависимость структуры поверхности АП от частоты следования импульсов может быть связано с модуляцией углеродных радикалов в СВЧ разряде вблизи поверхности подложки. По-видимому, этот вопрос нуждается в дополнительном, более углубленном, исследовании.

Материалы, изложенные во второй главе диссертации, опубликованы в работах [1А-9А].

Глава 3 посвящена разработке самосогласованной численной модели разряда в микроволновом реакторе в водороде. Для построения модели использовались полученные в предыдущей главе экспериментальные результаты. Основное внимание было уделено выявлению минимального количества процессов, необходимых для построения адекватной модели.

Раздел 3.1 посвящен описанию разработанной численной модели СВЧ разряда в водороде. Данная модель может быть условно разделена на следующие блоки: электродинамический и плазменный блок; газодинамический блок; блок атомарного водорода; блок колебательной кинетики молекулярного водорода; и блок отрицательных ионов. Сравнение результатов моделирования с экспериментом проводилось по специально разработанной методике, которая была оформлена в модели в виде отдельного блока. Представлено подробное описание каждого из блоков модели.

В разделе 3.2 проведено сравнение результатов моделирования с экспериментальными данными. Показано, что для построения самосогласованной модели необходимо учитывать колебательную кинетику молекулярного водорода и баланс энергии в протекающих в разряде химических реакциях. Колебательное возбуждение молекулярного водорода существенно увеличивают степень диссоциации водорода в разряде. Затраты тепловой энергии газа на термическую диссоциацию водорода приводят к жесткому ограничению газовой температуры в разряде на уровне 2500-2900 К. Показано, что при повышении давления возрастает роль атомарного водорода на процессы переноса энергии в разряде. При давлении 100 Тор и выше этот механизм начинает доминировать над теплопроводностью газа. При этом выделяются две области разряда: центральная область со слабыми градиентами газовой температуры, в которой перенос энергии осуществляется диффузией атомарного водорода; и периферийная область, где основная доля энергии переносится за счет теплопроводности газа. Объем области однородно прогретого газа в этом случае существенно превышает объем видимого разряда. В этом разделе также объяснен эффект зависимости интенсивности излучения разряда от

концентрации метана в газовой смеси. Этот эффект вызван изменением поля поддержания разряда, которое обусловлено сменой основного иона в разряде. Показано, что при одинаковых условиях СВЧ разряд в водородо-метановой смеси имеет меньший объем и большую электронную температуру по сравнению с разрядом в чистом водороде.

Раздел 3.3 содержит основные результаты, полученные в третьей главе. Материалы, изложенные в третьей главе, опубликованы в работах [11А-15А].

Глава 4 посвящена исследованию плазмы СВЧ разряда на поверхностной волне. Разряда на поверхностной волне (РПВ) является одним из возможных СВЧ источников плазмы для CVD реактора. Плотность плазмы, создаваемая этим типом СВЧ разряда, превышает критическую для используемой частоты. Такие параметры СВЧ разряда позволяют получить высокий удельный энерговклад и, следовательно, большую степень диссоциации газовой смеси. Для этого типа разряда также применен импульсный режим поддержания, который позволил перейти к более высоким частотам, обеспечивающим большую плотность плазмы и степень активации газовой смеси, что в свою очередь потребовало увеличения СВЧ мощности для поддержания разряда. Кроме того, импульсный режим позволил исследовать динамику разряда, в частности движение фронта ионизации.

Разделы 4.1 и 4.2 содержат обзор работ по разряду на поверхностной волне. В первом разделе представлены методы аналитического описания РПВ. Во втором разделе представлены наиболее распространенные в настоящее время возбудители ПРВ.

Раздел 4.3 посвящен экспериментальному исследованию импульсного РПВ в воздухе. В работе использовался новый возбудитель поверхностной волны (ПВ), расширяющий рабочий диапазон частот до 40 ГГц. Представлены результаты измерений эффективности этого возбудителя, а также подробно исследована динамика движения фронта ионизации РПВ.

В разделе 4.4 построена численная модель РПВ, результаты которой находятся в удовлетворительном согласовании с экспериментальными данными в диапазоне давлений р>1 Тор. Показано, что движение фронта РПВ вблизи возбудителя происходит за счет волны пробоя. По мере удаления от возбудителя амплитуда СВЧ поля уменьшается; и на определенном расстоянии, зависящем от давления и подводимой СВЧ мощности, происходит смена механизма движения на гораздо более медленное диффузионное распространение.

Разделы 4.5 и 4.6 посвящены экспериментальному и теоретическому исследованию импульсного РПВ в водороде и в смеси водород-метан. В ходе исследования проведено измерение плотности плазмы в РПВ на стадии распада после окончания СВЧ импульса с помощью открытого квазиоптического резонатора. С помощью численного моделирования

показано, что первичный ион II ^ быстро (за 100 - 200 не) конвертирует в ион II ^, который и является основным ионом водородного разряда при

давлениях газа выше 1 Тор.

В разделе 4.7 с помощью численного моделирования исследована возможность применения РПВ в качестве источника атомарного водорода. К сожалению, расчеты показали, что эффективность использования РПВ для напыления алмазных пленок невелика. Это в первую очередь связано с потерями атомарного водорода и углеводородных радикалов на стснках разрядной трубки. Кроме того, скорость роста АП возрастает с ростом давления газовой смеси. Однако, при высоких давлениях основное преимущество РПВ - высокая плотность плазмы - не проявляется столь ярко, как при низком давлении, и при р>20 Topp концентрация электронов и радикалов вблизи подложки может лишь незначительно превышать характерные для микроволновых CVD реакторов на базе объемного резонатора.

Материалы, изложенные в четвертой главе, опубликованы в работах [16А-22А].

Основные результаты и выводы:

1. Экспериментально исследовано влияние внешних параметров (СВЧ мощности, давления и состава газовой смеси, режима поддержания разряда) на характеристики непрерывного СВЧ разряда в объемном резонаторе. Показано, что увеличение давления газовой смеси приводит к уменьшению объема разряда при одновременном роете степени диссоциации водорода в разряде. Температура газа при давлении выше 40 Тор слабо зависит от давления из-за потерь тепловой энергии на процессы термической диссоциации водорода. При высоких давлениях газа основным механизмом тсплопсреноса в центральных областях разряда является диффузия атомарного водорода. На периферийных областях преобладает перенос энергии за счет теплопроводности газа.

2. Интенсивность оптического излучения СВЧ разряда в объемном резонаторе зависит от процентного содержания метана в смеси. Предложено объяснение, что это связано с изменением поля поддержания разряда, которое обусловлено сменой основного иона в разряде. При одинаковых условиях СВЧ разряд в смеси водород-метан имеет меньший объем и большую электронную температуру по сравнению с разрядом в чистом водороде. Увеличение СВЧ мощности приводит к изменению объема разряда и росту температуры подложки, и слабо влияет на остальные характеристики разряда.

3. Показано, что скорость роста АП быстро увеличивается с ростом давления газовой смеси в микроволновом С VI) реакторе с непрерывным СВЧ разрядом.

4. Экспериментально исследован импульсный режим поддержания СВЧ разряда в объемном резонаторе и проведено его сравнение с непрерывным режимом. Показано, что при одинаковом давлении газа и средней СВЧ мощности размер разряда в импульсном режиме существенно больше, а температура подложки меньше по сравнению с непрерывным режимом. Разработан критерий для сравнения условий напыления АП в импульсном и непрерывном режимах, заключающийся в использовании различных давлений газа, таких, чтобы видимые размеры разряда и температура подложки были одинаковы в обоих режимах.

5. Продемонстрировано, что применение импульсно-периодичсского режима поддержания разряда в микроволновом С\Т) реакторе на базе объемного резонатора позволяет существенно (в 2-3 раза) увеличить скорость роста АП по сравнению с непрерывным режимом. Повышение скорости роста АП в импульсном СВЧ разряде связано с увеличением максимальной концентрации атомарного водорода по сравнению с непрерывным разрядом. Дополнительное увеличение скорости роста АП, по-видимому, связано с более интенсивным перемешиванием газовой смеси в импульсном режиме.

6. Изменение частоты следования импульсов не приводит к заметному изменению скорости роста АП, однако оказывает существенное влияние на морфологию ее поверхности. Таким образом, импульсный режим работы микроволнового СУЕ) реактора позволяет не только увеличить скорость роста АП, но и выращивать АП с заданной структурой поверхности.

7. На основе полученных экспериментальных данных разработана самосогласованная двумерная численная модель СВЧ разряда в водороде. Разработана методика сравнения результатов моделирования с экспериментальными данными. Показано, что для построения адекватной модели . необходимо учитывать колебательную кинетику водорода и баланс энергии в химических реакциях. Предложен численный метод нахождения установившихся газовых течений в квази-изобарическом приближении, обладающий высокой скоростью и устойчивостью, и учитывающий возникающие в газе конвективные потоки. Показано, что основным каналом образования атомарного водорода является диссоциация электронным ударом колебательно возбужденных молекул водорода.

8. Исследован новый тип возбудителя разряда на поверхностной волне (РПВ), позволяющий создавать этот тип СВЧ разряда в широком диапазоне частот (до 40 ГГц) при высоких уровнях падающей СВЧ

мощности. Найдены оптимальные соотношения между диаметрами разрядной трубки, волновода и диафрагмы. Определена зависимость эффективности возбуждения поверхностной волны от глубины погружения разрядной трубки в волновод.

9. Исследована динамика движения фронта ионизации РПВ. Показано, что движения фронта разряда происходит благодаря волне пробоя. По мере удаления фронта волны от возбудителя поток СВЧ мощности уменьшается в результате затухания, и, когда разряд приближается к своей стационарной длине, наблюдается резкое замедление движения фронта разряда. В этой области механизм волны пробоя, обеспечивающий высокую скорость распространения разряда, сменяется более медленным движением фронта в направлении градиента элекгронной концешрации в результате амбиполярной диффузии заряженных частиц.

10. Исследована возможность применение РПВ для напыления АП. Показано, что из-за сильного контакта плазмы со стенками разрядной колбы, эффективность микроволнового CVD реактора на базе РПВ значительно ниже, чем у других типов CVD реакторов (например, чем у микроволнового CVD реактора на базе объемного резонатора).

Список публикаций по теме диссертации

1А. Vikharev A.L, Gorbachev A.M, Koldanov V.A. "Activities for diamond deposition using different pulsed discharges" // IVth International Workshop "Microwave discharge: fundamentals and applications", Yanus-K, Moscow, Russia (2000), p. 287-296

2A. Akhmedzhanov R.A., Vikharev A.L, Gorbachev A.M, Koldanov V.A., Radishchev D.B. "Studies of pulsed operation regime of microwave plasma CVD reactor" II Diamond and Related Materials, 11 (2002), p. 579-583

ЗА. Vikharev A.L, Gorbachev A.M, Koldanov V.A., Akhmedzhanov R.A., Radishchev D.B., Grotjohn T.A., Zuo S., Asmussen J. "Comparison of pulsed and CW regimes of MPACVD reactor operation" // Diamond and Related Materials, 12 (2003), p. 272-276

4A. Vikharev. A.L, Gorbachev A.M, Koldanov V.A., Radishchev D.B., Grotjohn T.A., Zuo S., Asmussen J. "MPACVD diamond film deposition in Pulsed and CW Regimes" // Vth International Workshop "Microwave discharge: fundamentals and applications", INP Greifswald, Germany (2003), p. 264-268

5A. Akhmedzhanov R.A., Vikharev A.L, Gorbachev A.M, Koldanov V.A., Radishchev D.B. "Optical emission diagnostic of microwave plasma in CVD reactor" // ICPIG XXVI, Greifswald, Germany (2003), v.l, p. 155156

6А. Вихарев А.Л., Горбачев A.M., Колданов В.А., Радищев Д.Б. "Исследования импульсного и непрерывного СВЧ разрядов, применяемых в технологии получения алмазных пленок" И Физика Плазмы, 31 (2005), №4, с. 338 7А. Koldanov V.A., Vikharev A.L, Gorbachev A.M., Muchnikov А.В., Radishev D.B. "Possibilities of the pulsed-periodical regime of diamond films deposition in MPACVD reactor" // Proceedings of the International Workshop "Strong microwaves in plasmas." N.Novgorod (2005) 8A. A.M. Gorbachev, A.B. Muchnikov, A.L Vikharev, D.B. Radishev, Koldanov V.A. "Hydrocarbon plasma chemistry in CW microwave discharge" // Proceedings of the International Workshop "Strong microwaves in plasmas." N.Novgorod (2005) 9A. Горбачев A.M., Мучников А.Б., Вихарев A.JI., Радищев Д.Б., Колданов В.А. "Плазмохимичсские процессы в непрерывном СВЧ разряде с участием углеродосодсржащих соединений" // Сборник трудов ISTAPC-2005, Россия, Иваново (2005), т. 1, с. 217-220 10А. Vikharev A.L, Gorbachev A.M., Litvak A.G., Bykov Yu.V., Denisov G.G., Ivanov O.A., Koldanov V.A. "Plasma reactor with millimeter wave gyrotron for diamond synthesis" , // Vth International Workshop "Microwave discharge: fundamentals and applications", INP Greifswald, Germany (2003), p. 84-88 11 A. Gorbachev A.M. Koldanov V.A., Vikharev A.L. "Numerical modeling of microwave discharge in the CVD diamond deposition reactor" И Proceedings of the International Workshop "Strong microwaves in plasmas." N.Novgorod (2000), v. 1, p. 329-334 12A. Gorbachev A.M, Koldanov V.A., Vikharev A.L. "Numerical modeling of a microwave plasmas CVD reactor" // Diamond and Related Materials, 10 (2000), p. 342-346

13A. Koldanov V.A., Gorbachev A.M, Vikharev A.L., Radishchev D.B. "Comparison of result of 2D modeling of MPACVD reactor with experimental data" // Vth International Workshop "Microwave discharge: fundamentals and applications", INP Greifswald, Germany (2003), p. 129-133

14A. Горбачев A.M., Колданов B.A. "Исследование плазмохимических и кинетических процессов в микроволновом CVD реакторе" // Сборник трудов ISTAPC-2002, Россия, Плес (2002), т.1, с. 209-212 15А. Колданов В.А., Горбачев A.M., Вихарев АЛ., Радищев Д.Б. "Самосогласованное моделирование импульсного и непрерывного СВЧ-разрядов в водороде" И Физика Плазмы, 31 (2005), №11, с. 965 16А. Vikharev A.L, Gorbachev A.M., Ivanov O.A., Isaev V.A., Koldanov V.A., Kolisko A.L. "Long plasma column with high electron densities produced by pulsed surface wave discharges" // Proceedings of the International

Workshop "Strong microwaves in plasmas." N.Novgorod (1996), v.l, p. 395^00

17A. Ivanov O.A., Gorbachev A.M. Kolisko A.L, Koldanov V.A., Vikharev A.L. "Pulsed discharges produced by surface waves" И J. Phys. IV France, 8 (1998), p. 317-326

18А. Колданов В.А., Вихарев А.Л. "Измерение параметров плазмы с помощью открытого микроволнового резонатора" // Препринт, ИПФ РАН, Н.Новгород (1998)

19А. Ivanov О.А., Koldanov V.A. "Pulsed discharges produced by surface waves in 3-cm wavelength band in the air" // Advanced Technologies Based on Wave and Beam generated Plasmas. NATO Science Series, 3.High Technology, v.67, p. 199-218

20A. Ivanov O.A. , Koldanov V.A. "Self-consistent model of the pulsed sw-discharge in hydrogen" // Proceedings of the International Workshop "Strong microwaves in plasmas."N.Novgorod (2000), v.l, p. 319-324

21A. Ivanov O.A. , Koldanov V.A. "Self-consistent model of the pulsed sw-discharge" II XXIVICPIG, Warsaw, Poland (1999), v.l, p. 193-194

22A. Иванов O.A., Колданов B.A. "Самосогласованная модель импульсного разряда в воздухе, создаваемого поверхностными волнами" //Физика Плазмы 26 (2000), №10, с. 902

Литература

1. Handbook of Industrial Diamonds and Diamond Films, Ed. by M.A.Prelas, G.Popovici and L.K.Bigelow, Marcel Dekker, New York-Basel-Hong Kong, 1998

2. Bachmann P.K. И Handbook of industrial diamond and diamond films (1997), Ed. by Prelas M.A. et, New York: Marcel Dekker (1998), p. 821-850

3. Asmussen J. Microwave plasma disk processing machines, in "High density plasma sources", Ed. by O.A.Popov, Park Ridge, NJ: Noyes, 1995, p.251Eversole W.G. II US Patent 3030187, 3030188 (1958)

4. May P. W. II Phil. Trans. R. Soc. Lond. A (2000), 358, p. 473-495

5. Goodwin D.C., Butler I.E. И Handbook of industrial diamond and diamond films (1997), Ed. by Prelas M.A. et, ch.ll, New York: Marcel Dekker

6. Goodwin D.G. II J. Appl. Phys. (1993), 74,11, p. 6888 and p. 6895

7. Grotjohn T.A. and Asmussen J. Microwave plasma-assisted diamond film deposition in "Diamond Films Handbook", Ed. by J. Asmussen and D. K. Reinhard, Marcel Dekker, New York (2001), p. 211

КОЛДАНОВ Владимир Александрович

ИССЛЕДОВАНИЕ ИСТОЧНИКОВ НЕРАВНОВЕСНОЙ ПЛАЗМЫ

НА ОСНОВЕ СВЧ РАЗРЯДОВ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ АЛМАЗНЫХ ПЛЕНОК

Автореферат

Формат 60 x 90 Vle. Бумага офсетная № 1. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 ЭКЗ. Заказ № 84(2006).

Отпечатано на ризографе в Институте прикладной физики РАН, 603950 Н. Новгород, ул. Ульянова, 46

ВВЕДЕНИЕ.

Положения, выносимые на защиту.

ГЛАВА 1. ОБЗОР СВЧ РАЗРЯДОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В РЕАКТОРАХ ПО ОСАЖДЕНИЮ АП.

1.1 Осаждение алмазных пленок из газовой фазы (CVD технология).

1.2 CVD реакторы на основе СВЧ разряда.

1.3 Параметры плазмы в CVD реакторах с СВЧ разрядом.

1.4 Задачи CVD технологии и поиск путей их решения.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СВЧ РАЗРЯДА В ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ РЕЗОНАТОРЕ.:. i 2.1 Экспериментальная установка.

2.1.1. Генераторный блок с 6 кВт магнетроном.

2.1.2. Блок питания магнетрона.

2.1.3. Плазменный реактор на основе объемного резонатора.

2.1.4. Реакционная камера с регулируемой системой охлаждения подложки.

2.1.5. Система контроля газового потока.

2.1.6. Система автоматического управления установкой.

2.1.7. Система регистрации оптического излучения СВЧ разряда.

2.2 Методы измерения параметров СВЧ разряда.

2.2.1. Измерение степени диссоциации водорода в разряде.

2.2.2. Методика измерения температуры газа в разряде.

2.3 Диагностика качества алмазных пленок по рамановским спектрам.

2.4 Исследование влияния внешних параметров на характеристики СВЧ разряда.

2.4.1. Влияние давления газовой смеси и СВЧ мощности.

2.4.2. Влияние состава газовой смеси.

2.4.3. Исследование импульсного режима поддержания разряда.

2.5 Экспериментальное исследование процессов осаждения АП.

2.5.1. Зависимость скорости роста АП от процентного содержания метана.

2.5.2. Зависимость скорости роста от режима поддержания СВЧ разряда (1,5 кВт)

2.5.3. Влияние частоты следования импульсов на рост АП (3 кВт).

2.6. Обсуждение результатов.

ГЛАВА 3. САМОСОГЛАСОВАННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИМПУЛЬСНОГО И НЕПРЕРЫВНОГО СВЧ РАЗРЯДОВ В ВОДОРОДЕ.

3.1 Описание модели.

3.1.1. Электродинамический и плазменный блоки.

3.1.2. Газодинамический блок.

3.1.3. Блок вычислений концентрации атомарного водорода.

3.1.4. Блок расчетов с учетом колебательной кинетики водорода.

3.1.5. Блок расчетов с учетом диссоциативного прилипания электронов.

3.1.6. Методика сравнения результатов моделирования с экспериментальными данными.

3.2 Результаты численного моделирования и их обсуждение.

3.2.1. Сравнение результатов моделирования с экспериментальными данными.

3.2.2. Механизмы переноса энергии в непрерывном СВЧ разряде.

3.2.3. Влияние метана на ионный состав плазмы.78 ■

3.2.4. Обсуждение основного механизма ионизации в СВЧ разряде в водороде.

3.3 Выводы.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ИМПУЛЬСНОГО РАЗРЯДА НА ПОВЕРХНОСТНОЙ ВОЛНЕ.;.

4.1 Аналитическое описание разряда на поверхностной волне.•.

4.2 Возбудители разряда на поверхностной волне.

4.3 Экспериментальное исследование импульсного РПВ в воздухе.

4.3.1. Схема экспериментальной установки.

4.3.2. Исследование механизма движения фронта РПВ в воздухе.

4.4 Моделирование импульсного СВЧ разряда на поверхностной волне в воздухе.

4.4.1. Описание модели.

4.4.2. Результаты расчетов и их обсуждение.

4.5 Исследование РПВ в водород-метоновых смесях.

4.6 Моделирование процессов ионной конверсии в водородном разряде.

4.7 Применение разряда на поверхностной волне для напыления алмазных пленок. 105 F 4.7.1. Схема микроволнового CVD реактора на базе ПВ.

4.7.2. Описание численной модели для микроволнового CVD реактора на ПВ.

4.7.3. Влияние давления и положения подложки на скорость роста АП.

4.6.4. Зависимость параметров разряда от скорости газового потока.

4.6.5. Оценки для скорости роста АП.

Настоящая диссертация посвящена исследованию источников неравновесной плазмы на основе СВЧ разрядов, применяемых для осаждения алмазных пленок (АП). СВЧ разряд в газах является предметом многочисленных исследований, что связано с широким применением такого разряда в качестве источника неравновесной плазмы в различных технологиях. Одной из таких успешно развивающихся технологий является получение алмазных пленок (АП) методом осаждения из газовой фазы [1]. Интерес к этим исследованиям вызван уникальными физико-химическими свойствами искусственного алмаза [2] и возможностью получения поликристаллических пленок и пластин большой площади [1] (до сотен квадратных сантиметров). Метод искусственного выращивания алмаза заключается в осаждении атомов углерода из газовой фазы с образованием ими кристаллической решетки алмазного типа. Такой процесс получил название chemical vapor deposition (CVD) - химическое осаждение из газовой фазы в русскоязычной литературе [1, 3]. Как правило, при CVD процессе для осаждения алмаза применяется водород с небольшой добавкой углеродосодержащего газа (обычно метана) [3].

Широкое распространение получили CVD реакторы, в которых для активации рабочей смеси используется СВЧ разряд [4] на частоте 2,45 ГГц. Эти реакторы позволяют выращивать высококачественные поликристаллические алмазные пленки, поскольку плазма существует только около подложки, изолирована от стенок и тем самым отсутствуют Загрязнения от электродов или стенок реактора. Скорость роста АП определяется скоростью образования радикалов в объеме плазмы, скоростью их переноса к подложке и скоростью протекания поверхностных реакции [3]. Поэтому для совершенствования технологии плазменного синтеза поликристаллических алмазных пленок требуется изучение параметров плазмы и протекающих в ней процессов образования радикалов.

Недостатком микроволновых CVD реакторов является невысокая скорость роста алмазных пленок (порядка 1-2 микрона в час) и ограниченная площадь напыления АП (как правило 30-50 см) [4], тогда как для некоторых приложений необходимы АП л большей площади (100 см и более). Также для ряда приложений необходимы высококачественные АП толщиной 1-2 мм, для напыления которых необходимы тысячи часов непрерывной работы CVD реактора. Поэтому поиск новых конструкций и оптимизация режимов работы существующих CVD реакторов с целью повышения скорости роста АП является актуальной задачей.

Целью диссертационной работы является исследование процессов, происходящих в неравновесной плазме СВЧ разрядов, применяемых для осаждения алмазных пленок из газовой фазы.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Общий объём диссертации составляет 122 страницы, включая 101 рисунок и 1 таблицу. Список литературы содержит 73 наименования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении сформулируем основные результаты, полученные в диссертационной работе.

1. Экспериментально исследовано влияние внешних параметров (СВЧ мощности, давления и состава газовой смеси, режима поддержания разряда) на характеристики непрерывного СВЧ разряда в объемном резонаторе. Показано, что увеличение давления газовой смеси приводит к уменьшению объема разряда при одновременном росте степени диссоциации водорода в разряде. Температура газа при давлении выше 40 Тор слабо зависит от давления из-за потерь тепловой энергии на процессы термической диссоциации водорода. При высоких давлениях газа основным механизмом теплопереноса в центральных областях разряда является диффузия атомарного водорода. На периферийных областях преобладает перенос энергии за счет теплопроводности газа.

2. Интенсивность оптического излучения СВЧ разряда в объемном резонаторе зависит от процентного содержания метана в смеси. Предложено объяснение, что это связано с изменением поля поддержания разряда, которое обусловлено сменой основного иона в разряде. При одинаковых условиях СВЧ разряд в водород-метановой смеси имеет меньший объем и большую электронную температуру по сравнению с разрядом в чистом водороде. Увеличение СВЧ мощности приводит к изменению объема разряда и росту температуры подложки, и слабо влияет на остальные характеристики разряда.

3. Скорость роста АП быстро увеличивается с ростом давления газовой смеси в микроволновом CVD реакторе с непрерывным СВЧ разрядом.

4. Экспериментально исследован импульсный режим поддержания СВЧ разряда в объемном резонаторе и проведено его сравнение с непрерывным режимом. Показано, что при одинаковом давлении газа и средней СВЧ мощности размер разряда в импульсном режиме существенно больше, а температура подложки меньше по сравнению с непрерывным режимом. Разработан критерий для сравнения условий напыления АП в импульсном и непрерывном режимах, заключающийся в использовании различных давлений газа, таких, чтобы видимые размеры разряда и температура подложки были одинаковы в обоих режимах.

5. Продемонстрировано, что применение импульсно-периодического режима поддержания разряда в микроволновом CVD реакторе на базе объемного резонатора позволяет существенно (в 2-3 раза) увеличить скорость роста АП по сравнению с непрерывным режимом. Повышение скорости роста АП в импульсном СВЧ разряде связано с увеличением максимальной концентрации атомарного водорода по сравнению с непрерывным разрядом. Дополнительное увеличение скорости роста АП, по-видимому, связано с более интенсивным перемешиванием газовой смеси в импульсном режиме.

6. Изменение частоты следования импульсов не приводит к заметному изменению скорости роста АП, однако оказывает существенное влияние на морфологию ее поверхности. Таким образом, импульсный режим работы микроволнового CVD реактора позволяет не только увеличить скорость роста АП, но и выращивать АП с заданной структурой поверхности.

7. На основе полученных экспериментальных данных разработана самосогласованная двумерная численная модель СВЧ разряда в водороде. Разработана методика сравнения результатов моделирования с экспериментальными данными. Показано, что для построения адекватной модели необходимо учитывать колебательную кинетику водорода и баланс энергии в химических реакциях. Предложен численный метод нахождения установившихся газовых течений в квази-изобарическом приближении, обладающий высокой скоростью и устойчивостью, и учитывающий возникающие в газе конвективные потоки. Показано, что основным каналом образования атомарного водорода является диссоциация электронным ударом колебательно возбужденных молекул водорода.

8. Исследован новый тип возбудителя разряда на поверхностной волне (РПВ), позволяющий создавать этот тип СВЧ разряда в широком диапазоне частот (до 40 ГГц) при высоких уровнях падающей СВЧ мощности. Найдены оптимальные соотношения между диаметрами разрядной трубки, волновода и диафрагмы. Определена зависимость эффективности возбуждения поверхностной волны от глубины погружения разрядной трубки в волновод.

9. Исследована динамика движения фронта ионизации РПВ. Показано, что движения фронта разряда происходит благодаря волне пробоя. По мере удаления фронта волны от возбудителя поток СВЧ мощности уменьшается в результате затухания, и, когда разряд приближается к своей стационарной длине, наблюдается резкое замедление движения фронта разряда. В этой области механизм волны пробоя, обеспечивающий высокую скорость распространения разряда, сменяется более медленным движением фронта в направлении градиента электронной концентрации в результате амбиполярной диффузии заряженных частиц.

Исследована возможность применение РПВ для напыления АП. Показано, что из-за сильного контакта плазмы со стенками разрядной колбы, эффективность микроволнового CVD реактора на базе РПВ значительно ниже, чем у других типов CVD реакторов (например, чем у микроволнового CVD реактора на базе объемного резонатора).

1. May P. W. И Phil. Trans. R. Soc. bond. A (2000), 358, pp.473-495

2. Field J.E. II The properties of natural and synthetic diamond (1992)

3. Goodwin D.C., Butler J.E. II Handbook of industrial diamond and diamond films (1997), Ed. by Prelas M.A. et, ch.l 1, New York: Marcel Dekker

4. T. A. Grotjohn and J. Asmussen, "Microwave plasma-assisted diamond film deposition," in "Diamond Films Handbook", Ed. by J. Asmussen and D. K. Reinhard, Marcel Dekker, New York, 2001,p.211

5. Goodwin D.G. II J. Appl. Phys. (1993), 74,11, p.6888 and p.6895

6. Hassouni K., Grotjohn T.A., Gicquel A. // J. Appl. Phys. (1999) V.86, p.134

7. Handbook of Industrial Diamonds and Diamond Films, Ed. by M.A.Prelas, G.Popovici and L.K.Bigelow, Marcel Dekker, New York-Basel-Hong Kong, 1998

8. Bachmann P.K. II Handbook of industrial diamond and diamond films (1997), Ed. by Prelas M.A. et, New York: Marcel Dekker (1998), pp. 821-850

9. Asmussen J. II "Microwave plasma disk processing machines", in "High density plasma sources", Ed. by O.A.Popov, Park Ridge, NJ: Noyes, 1995, p.251Eversole W.G. // US Patent 3030187, 3030188 (1958)

10. Eversole W.G. //US Patent 3030187, 3030188 (1958)

11. Deryagin В. V. et.al. И J. Cryst. Growth (1968), 2, p.380

12. Angus J.C., Will H.C., Stanko W.S. И J. Appl. Phys. (1968), 39, p.2915

13. Дерягин Б.В. и dp. И Доклад Академии Наук СССР (1976), 231, с.ЗЗЗ

14. Spitsyn B.V., Builov L.L., Deryagin B.V. // J. Cryst. Growth (1981), 52, p.219

15. Matsumoto S., Sato Y., Kamo M., SetakaN. // J. Mater, Sci. (1982), 17, p.3106

16. Kamo M., Matsumoto S., Sato Y., Setaka N. // J. Cryst. Growth (1983), 62, p.642

17. Bachmann P.K. et.al. II Mater. Res. Soc. Symp. Proc.(1994), 339, p.267

18. Baik Y.J., Lee J.K., Lee W.S., Eun K. Y. И Thin Solid Films (1999), 341, p.202-206

19. Ohtake N. and Yoshikawa M. II J. Electrochem. Soc. (1990), V.137, p.717

20. FunerM., Wild C„ Koidl P. //Appl. Phys. Letter (1998), 72, pp.l 149-1151

21. VikharevA.L. et.al. И Vth International Workshop "Microwave discharge: fundamentals and applications", Greifswald, Germany (2003) p.84

22. Borges C.F.M., Moisan M., Gicquel A. II Diamond and Related Materials (1995), 4, pp. 149-154

23. Лебедев Ю.А., Мокеев M.B. И Физика Плазмы (2003), т.29, №10

24. Grotjohn Т.А. et.al. И Diamond and Related Materials 9 (2000), pp.322-327

25. Юрьев А.Ю. И Автореферат диссертации «Исследование влияния параметров низкотемпературной плазмы на физические свойства синтезируемых материалов», Москва 2005.

26. Вихарев A.JI. и др. II Физика плазмы, 2005, 31, №4

27. Gicquel A. et.al. И J. Appl. Phys. (1998), v.83, №12, р.7504

28. Rousseau A., Granier A., et. al. III. Phys. D: Appl. Phys. (1994), v.27, p.1412.

29. Coburn J. W., Chen M. И J. Appl. Phys. (1980), 51, p.3134

30. Дятко H.A. и dp. II Физика плазмы (1998), т.24, №12, c.l 114.

31. Farhat S., Findeling C. et. al. // J. Phys. IV France (1998), v.8, Pr7, p.391

32. Gicquel A., Hassouni K., et.al. И Diam. Rel. Mater. (1994), v.3, p.581

33. Wouters M.J., Khachan J., Falconer I.S., James В. IV. И J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. (1999), v.32, p.2869.

34. Francis A., Czarnetzki U., Dobele H.F., Sadeghi N. // Appl Phys. Lett. (1997), v.71, №26, p.3796

35. Akhmedzhanov R.A. et.al. II Diamond and Related Materials (2002), v.l 1, p.579

36. Tomasini L., Rousseau A., Gousset G., Leprince P. // J. Phys. D: Appl. Phys. (1996), 29, p. 1006

37. Gicquel A., Hassouni K., Y. Breton, Chenevier M., Cubertafon J.C. // Diamond and Related Materials (1996) V.5, p.366.

38. Gritsinin S.I. et.al. II J. Phys. D: Appl. Phys. (1998) V.31, p. 2942.

39. Асташкевич C.A., Калачев M.B., Лавров Б.П., Овчинников B.JI. // Оптика и спектроскопия (1999) Т.87, с.219.

40. DutenX. et.al. /П. Phys. D: Appl. Phys. (2002) V.35, p.193941 4243 44

41. Poucques L., Bougdira J., Hugon R., Henrion G.,Alnot P. // J. Phys. D: Appl. Phys. (2001), 34, pp. 896-904

42. Akhmedzhanov R.A., Vikharev A.L., Gorbachev A.M., Radishev D.B. //Proceeding of 24th Intern. Conf. on Phenomena in Ionized Gases (ICPIG-24), Warsaw, Poland (1999) V.l, p.153

43. Qihong Wu et.al. //J. Appl. Phys. (2003) V.93, p.94

44. Лебедев Ю.А., Эпштейн KJI. II Теплофизика высоких температур (1998) T.36, № 4, с.534-540.

45. Kotiuk S. V, Mankelevich Y.A., Rakhimov А. Т., Suetin N. V И Proc. of Institute Physics and Technology (2000) V. 16, p.38

46. Ralchenko V, Syshov I., Vlasov A., Konov V., Khomich A., Voronina S. I I Diamond and Related Materials 8 (1999), pp. 189-193

47. Vikharev A.L., J. Asmussen et.al. II Diamond and Related Materials (2003) V.l2, p.272

48. Tan W„ Grotjohn T.A. И Diamond and Related Materials (1995) V.4, p.l 145.

49. Funer M., Wild C., Koidl P. II Surface and Coating Technology (1995) V.74-75, p.221

50. Hassouni K., DutenX., Rousseau A. and Gicquel A. II Plasma Sources Sci. Technol. (2001) V.10,p.61

51. Gorbachev A.M., Koldanov V.A., Vikharev A.L. II Diamond and Related Materials (2001) V.10, p.342

52. Tajlove A. II "Advances in Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method", Boston-London: Artech House (1998)

53. Loureiro J., Ferreira C.M. И J. Phys.D: Appl. Phys. (1989) V.22, p. 1680

54. Самарский А.А., Попов ЮЛ. II Разностные методы решения задач газовой динамики, М: Наука (1980)

55. Ландау Л Д., Лифшиц Е.М. II Теоретическая физика, Т.6: Гидродинамика, М: Наука (1988) с.36

56. Baulch D.L. et al. II Combustion and flame (1994) V.98, p.59

57. Манкелевич Ю.А., Рахимов A.T., Суетин H.B. // Физика плазмы (1995), Т.21, №10, с.921

58. Капителли М. II Неравновесная колебательная кинетика, М: Мир (1989)

59. Вихарев АЛ., Горбачев A.M., Колданов В.А., Радищев Д.Б. // Физика плазмы (2005) 31, №4

60. Moisan М. et.al И Rev. Phys. Appl. (1982) V.17, p.707-727

61. Moisan M„ Zakrzewski Z., Pantel R„ Leprince P. II IEEE Trans.on Plasma Phys. (1984) V.12, p.203

62. Виноградов Д.В., Денисов Г.Г. // Радиофизика (1990) V.33, р.726

63. Llamas М, Colomer V, Rodrigues-Vidal Mil J.Phys. D.: Appl.Phys. 18 (1985) p.2169

64. Zhelyazkov L, Atanassov V. //Phys. Report. (1995) V.255, p.79.

65. Ferreira СМ., Moisan M. //Physica Scripta. (1988) V.38, p.382.

66. Райзер Ю.П. // Физика газового разряда. М.: Наука (1987)

67. Вихарев АЛ., Гилъденбург В.Б. и др. II Физика плазмы (1986) Т.12, с.1503

68. BohleA., Ivanov О., Kolisko A. etal. //J. Phys. D.: Appl. Phys. (1996) V.29, p.369

69. Grozev D., Kirov K., Shivarova A. // J. de Physique IV (1998) V.8, p.307

70. Grosse S. //Advanced Technologies Based on Wave and Beam Generated Plasmas / Ed. by H. Schluter, A. Shivarova. Kluwer Academic Publishers (1999) NATO Science Series. High Technology, V.67, p.517

71. Otorbaev D.K., van de Sanden M.C.M., Schram D.C. II Plasma Sources Sci. Technol. (1995) V.4, p.293

72. Gritsinin S.I., Kossyi I.A., Silakov V.P., Tarasova N.M. // J.Phys.D.: Appl.Phys. (1996) V.29, p. 1032

73. Голанд B.E. // Сверхвысокочастотные методы исследования плазмы, М.:Наука (1968) с. 104