Исследование кинетики процессов заселения метастабильных состояний атомов и молекул в плазме газовых разрядов

Байсова, Бибигуль Тулегеновна

Исследование кинетики процессов заселения метастабильных состояний атомов и молекул в плазме газовых разрядов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.08 ВАК РФ

Байсова, Бибигуль Тулегеновна АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Омск МЕСТО ЗАЩИТЫ

2006 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.08 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Исследование кинетики процессов заселения метастабильных состояний атомов и молекул в плазме газовых разрядов»

Автореферат диссертации на тему "Исследование кинетики процессов заселения метастабильных состояний атомов и молекул в плазме газовых разрядов"

На правах рукописи

БАЙСОВА БИБИГУЛЬ ТУЛЕГЕНОВНА

ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ ПРОЦЕССОВ ЗАСЕЛЕНИЯ МЕТАСТАБИЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ АТОМОВ И МОЛЕКУЛ В ПЛАЗМЕ ГАЗОВЫХ РАЗРЯДОВ

Специальность 01.04.08- физика плазмы АВТОРЕФЕРАТ на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

ТОМСК-2006

Работа выполнена в Омском государственном

университете им. Ф.М. Достоевского

Научный руководитель: кандидат физико-математических наук

доцент Струнин Владимир Иванович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

профессор Васенин Игорь Михайлович

доцент кафедры технической физики,

кандидат физико-математических наук

Луценко Юрий Юрьевич

Ведущая организация: НИИ Прикладной математики и

механики, г. Томск

Защита состоится «2$>\ллси&^2006 года в 14.30 часов в ауд. 228 10-го учебного корпуса на заседании диссертационного совета ДС 212.025.01 при Томском политехническом университете (634050, г. Томск, пр. Ленина,30)

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Томского политехнического университета.

Автореферат разослан «18 » апреля 2006 года

Ученый секретарь диссертационного совета / Uf 1Орлов A.A.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последние годы широкое развитие получили исследования электрических разрядов в разреженной атмосфере химически активных газов. Повышение интереса к этой проблеме определяется тем, что в плазме газовых разрядов в атмосфере реакционного газа, интенсивно протекают реакции плазмохимического синтеза различных материалов, широко применяющихся в современной технике. Определяющую роль в этих процессах играют метастабильные состояния атомов и молекул. Связано это, прежде всего с тем, что энергия данных состояний достаточна, для того чтобы снизить энергетический порог реакции и повысить эффективность протекания плазмохимических процессов.

Непосредственное измерение концентраций метастабильных частиц сопряжено со значительными трудностями, вследствие малости вероятностей радиационных переходов с них. Для их регистрации используются спектральные методы поглощения излучения, а также косвенные методы - передача возбуждения на излучающие состояния малой примеси, например ртути, использование которых в разрядах затруднительно, поскольку возможно влияние на сигнал других возбужденных частиц, ионов и электронов.

При моделировании плазмохимических процессов с целью оптимизации технологических режимов и получения материалов с заданными свойствами становится актуальной разработка методик оценки заселенности метастабильных состояний.

ИЗВЕЩЕНИЕ

Диссертационный совет ДС 212.025.01 извещает о переносе защиты кандидатской диссертации Байсовой Бибигуль Тулегеновны с 23 мая 2006 г. на 27 июня 2006 г. в связи с невозможностью присутствия соискателя в этот день на защите по состоянию здоровья.

Ученый секретарь совета, д.т.н. ( А.А. Орлов

«Развитие и поддержка системы совместных учебно-научных центров филиалов и кафедр университетов», а также в рамках НТО Миннауки «Научные основы конструирования новых материалов и создание новых технологий».

Цель работы: Исследование влияния заселенности метастабильных состояний атомов аргона и молекул азота на кинетику роста пленок нитрида алюминия и аморфного кремния для оптимизации режимов осаждения.

Задачи исследований:

1. Разработка математической модели процессов возбуждения и девозбуждения метастабильных состояний атомов аргона и молекул азота в газоразрядной плазме.

2. Расчет и экспериментальные исследования заселенностей метастабильных состояний атомов аргона и молекул азота в плазме тлеющего и высокочастотного разрядов. Определение механизмов возбуждения и девозбуждения метастабильных состояний.

3. Исследование зависимости заселенности метастабильных состояний атомов аргона в плазме высокочастотного разряда в зависимости от давления ( Р =0,02^0,1 Тор) в атмосфере чистого аргона и в смеси аргон-силан (95% Аг - 5%8а1,).

4. Исследование зависимости заселенности метастабильного состояния молекул азота в плазме тлеющего разряда в зависимости от давления (Р =0,002 - 5Тор) и тока разряда(/ =100-г-400мА).

5. Исследование скорости роста пленок нитрида алюминия в зависимости от тока тлеющего разряда и давления.

Научная новизна работы заключается в следующем: 1. Разработана оригинальная математическая модель процессов

возбуждения и девозбуждения мета стабильных состояний атомов аргона и молекул азота. В модель включены процессы, протекание которых наиболее вероятно с точки зрения их скорости. Произведен кинетический расчет заселенностей метастабильных состояний атомов аргона и молекул азота в плазме тлеющего и высокочастотного разрядов. Определены процессы, ответственные за возбуждение и девозбуждение метастабильных состояний.

2. Впервые проведены исследования заселенности метастабильных состояний атомов аргона в зависимости от давления (Р -0,02 0,1 Тор) в атмосфере смеси аргон-силан (95% Аг - 5%8Ш4).

3. Впервые определены заселенности метастабильного состояния молекулярного азота в вакуумно-дуговом разряде (ток дугового разряда / =25 А) при одновременном возбуждении тлеющего разряда.

4. Впервые проведены сравнительные исследования заселенности

метастабильного состояния /^Дл3^) в положительном столбе и отрицательном свечении тлеющего разряда.

5. Впервые проведены исследования влияния заселенности метастабильного состояния молекул азота на скорость роста пленок нитрида алюминия в вакуумно - дуговом разряде при одновременном возбуждении тлеющего разряда.

Положения, выносимые на защиту:

1. Математическая модель процессов возбуждения и девозбуждения метастабильных состояний атомов аргона и молекул азота.

2. Результаты моделирования процессов, определяющих заселенность метастабильных состояний атомов аргона и молекул азота, механизмы возбуждения и девозбуждения метастастаб ил ь ных состояний атомов

аргона и молекул азота в низкотемпературной плазме.

3. Результаты экспериментальных исследований заселенности метастабильных состояний атомов аргона в плазме высокочастотного разряда в атмосфере чистого аргона и в смеси аргон-силан в зависимости от давления ( Р =0,02 ^0,1 Тор).

4. Результаты экспериментальных исследований по определению заселенностей метастабильного состояния молекулярного азота в зависимости от силы тока тлеющего разряда (/ =100 400 мА), давления (Р =0,002 5Тор) в плазме тлеющего и комбинированного (вакуумно-дуговой +тлеющий) разрядов.

5. Результаты экспериментальных исследований зависимости скорости образования тонких пленок нитрида алюминия от тока тлеющего разряда и давления.

Научная и практическая ценность работы;

Заключается в исследовании влияния заселенности метастабильных состояний атомов аргона и молекул азота на кинетику роста пленок нитрида алюминия и аморфного кремния для оптимизации режимов осаждения.

Достоверность результатов подтверждается использованием при моделировании апробированных классических соотношений

неравновесной химической кинетики. Полученные результаты расчетов соответствуют теоретическим и экспериментальным данным других авторов.

математической модели процессов, определяющих заселенности метастабильных состояний и интерпретации полученных результатов.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на 3-ем Международном симпозиуме по теоретической и прикладной говдмохимии (г. Плес, 2002), Всероссийской научной конференции «ФНТП-2004» (г. Петрозаводск, 2004), межрегиональной научно-технической конференции БРОНЯ-2002 (г. Омск, 2002), 3-ем международном технологическом конгрессе (г. Омск, 2005), а также на научных семинарах кафедры экспериментальной физики Омского государственного университета.

Публикации. По результатам работы опубликовано 10 печатных работ, в том числе 6 статей и 4 тезиса докладов на конференциях.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, заключения и списка литературы. Изложена на 133 страницах и содержит 43 рисунка и 41 таблицу. Список литературы состоит из 95 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи работы, описана научная новизна и практическая значимость работы, приведено ее общее описание.

Первая глава посвящена анализу существующих методов определения заселенностей метастабильных состояний атомов аргона и молекул азота, а также литературных данных по процессам, протекающим в плазме газовых разрядов с участием этих состояний. Кроме того, в главе проведен анализ характеристик тлеющего разряда в приложении к способам и механизмам возбуждения метастабильных состояний атомов и молекул.

Из литературных данных известно, что сведения об элементарных процессах, протекающих в плазме газовых разрядов, с участием метастабильных состояний атомов и молекул и методах оценки заселенности этих состояний носят ограниченный и противоречивый характер. В существующей по данному вопросу литературе информация о значениях заселенности метастабильных состояний и коэффициентах скоростей процессов приводится в очень узком диапазоне параметров плазмы. Поэтому возникает необходимость для оптимизации плазмохимических процессов напыления пленок детально исследовать заселенности метастабильных состояний атомов и молекул. Эти исследования целесообразно осуществить в широком диапазоне изменения параметров плазмы, что может быть достигнуто путем изменения давления газа, тока разряда, состава плазмообразующего газа.

Во второй главе представлена разработанная методика определения заселенности метастабильных состояний атомов аргона, а также результаты экспериментов по определению заселенностей метастабильных состояний атомов аргона в плазме высокочастотного разряда в атмосфере чистого аргона и в смеси аргон-силан.

С целью определения влияния метастабильных состояний аргона на процессы разложения молекул силана заселенности метастабильных

состояний 3Р0п 3Р2 аргона определялись, как в чистом аргоне, так и в

смеси аргон-силан.

Исследуемый высокочастотный разряд возбуждался от ВЧ-генератора ЛД1-06, номинальная колебательная мощность которого на частоте 13,56 МГц составляет 500 Вт.

Исследование заселенности проводилось в диапазоне давлений от 0,01 до 0,1 Тор. Излучение разряда регистрировалось спектрографом ИСП-ЗО.Дпя получения абсолютных интенсивностей спектральных линий была проведена калибровка системы по эталонной лампе Си-8-200У.

При проведении эксперимента в спектре разряда были выявлены 3 линии, соответствующие процессам излучательных переходов (Зр9 —> ,3р2 —> ,3р7 —> ), при которых происходит

заселение метастабильных состояний.

Расчет заселенности этих уровней проводился по формуле:

* =-ТгПг- > О)

АИ\4 Г2

где О- увеличение спектрографа; ширина щели микрофотометра;

--обратная дисперсия; /- диаметр трубки; Е(Л,Тл)~ спектральная

с!х

плотность излучения; А - вероятность оптического перехода; /] - время, в течение которого регистрировался спектр лампы; 12 - время, в течение которого регистрировался спектр разряда.

Определение абсолютной заселенности метастабильных состояний и 1у3 аргона в атмосфере чистого аргона проводилось из решения уравнения баланса:

-кАмЛ-о^^м^ о ' (2)

л г

в атмосфере аргона с силаном:

- +к3+ к,) - - ку(МРУ -

N • (3>

~ (А, + - + = 0

л I

гае рЫ - заселенность метастабильного состояния; -концентрация атомов в основном состоянии; - концентрация молекул силана; А( -

вероятность перехода; - концентрация атомов аргона на уровнях Ър5 5р, переходящих с излучением на метастабильный уровень; £) -коэффициент диффузии; -концентрация электронов; -

коэффициенты скоростей процессов, приведенных в табл.1.

Таблица 1.

Основные процессы заселения и девозбуждения метастабильных

уровней атома аргона.

Коэф-т

№ Процесс скорости процесса см3'сек1

1. Лг(3/>6 150)+е-> Лг(3р54я 3Р02 )+е 3,110"

2. Лг(Зр5453Р02 )+е->Аг(Зр6 15'0)+е 3,5 Ю-10

3. Лг(Зр5453Р02 )+е-> Аг(3р$ 5р)+е 5 10'

4. 3Р02 )+е—> Аг+ +2е 10"

Таблица 1. (продолжение)

№ Процесс Коэф-т скорости процесса к^ см3 сек1

5. Аг^р54ллРпл)+Аг^р* '^о)-» 2Аг(Зр6 1 ЗТО'11

6. Лг(Зр5453Р02 ) " > Лг[3р6 1£0) |360/(РД2)] (гг/ зооу2 сек1

7. 2Аг(зр5 % 3Р0 2 ) Аг+ + Аг+ е 10*

8. Аг(Зр55р)-> Аг(3р54я 3Р02 )+ку 10" сек'

9. Аг(3р545 гР02 )+ &Я4 —>■ Аг + Ш3 + Я 1,4'10"1|>

10. Аг(3р5 4я 3Р02 )+ &Я4 ->Аг + БШ2 + 2Я 2,б410"1и

В плазме инертных газов возбуждение электронных уровней целиком определяется суммой прямого (процесс №1, табл. 1) и ступенчатого (процесс №3, табл. 1) возбуждений электронным ударом, а дезактивация обусловлена тушением в результате столкновений с невозбужденными атомами (процесс №5, табл. 1). В дезактивации метастабильных уровней существенную роль играют процессы ступенчатого возбуждения (процесс №3, табл. 1) и ионизации атомов электронным ударом (процесс №4, табл. 1) и ассоциативная, и пеннинговская ионизации при столкновении двух метастабильных атомов

(процесс №7, табл. 1). Кроме того, заметный вклад в их дезактивацию может давать диффузия и дезактивация на стенках (процесс №6, табл. 1).

Результаты вычислений заселенности метастабильных

состояний 3 Р0 и 3Р2 представлены на рис. 1,2.

Рис.1. Зависимость заселенности метастабильных состояний аргона в атмосфере чистого аргона от давления: 1-3 Р2; 2-3 Р0.

Рис.2. Зависимость заселенности метастабильных состояний аргона в смеси аргона с силаном от давления: 1-3Р2; 2-3Р0. Результаты расчетов показали, что заселенность метастабильных

состояний аргона падает с ростом давления. Это объясняется тем, что с ростом давления увеличивается частота столкновений метастабильных атомов аргона с атомами аргона в основном состоянии (процесс №5, табл. 1) . Заселенность метастабильных состояний в атмосфере смеси аргон-силан ниже, чем в атмосфере чистого аргона. Это указывает на эффективность протекания реакций (процессы №9, №10, табл. 1) разложения молекул силана при столкновении с метастабильными атомами аргона.

В третьей главе приведены результаты определения заселенности

метастабильного состояния А3!!,* молекулярного азота в плазме

тлеющего и вакуумно-дугового разрядов.

Заселенность метастабильного состояния молекулярного азота рассчитана из уравнения баланса, исходя из измерений заселенности

возбужденного электронного состояния В3П .

Заселенность колебательных уровней состояния 5377г

молекулярного азота определялась по интенсивности электронно-колебательных полос первой положительной системы азота (переход

В3пе - АХ).

Расчет заселенности колебательных уровней состояния В3Пг по интенсивности полос излучения проводился по формуле:

8-200У; площадь под кривой почернения полосы; К

йХ * /

где--обратная дисперсия, определяемая по спектрограмме; I — длина

(Ьс

регистрируемой части разряда; Ау,у. - вероятность электронно-колебательного перехода; Тл -температура вольфрамовой ленты лампы Си-

калибровочный коэффициент; Тл) - отклонение по оси У на

спектрофамме при мощности излучения лампы Е{Я,Т^)\ А - квант

энергии излучения.

На основании имеющихся литературных данных по константам взаимодействия была составлена система возможных процессов заселения и девозбуждения метастабильного состояния молекул азота в тлеющем разряде.

На основе выбранных процессов было составлено уравнение баланса для состояния молекулы азота, которое имеет вид:

+ А2Мв + МвНх(к3 + к9) - ^Мх(к4 +к7+ к,6) -

- (АЪ)Ч*5 + " ХлМе(кг + кп + + (5)

+ к1АМхМр - к15МАМв + к17МсМх + к19КсНе = О, где Nх - концентрация молекул азота в основном состоянии; Nл -заселенность колебательного уровня V метастабильного состояния молекулы азота; Nв - заселенность колебательного уровня у'

возбужденного состояния Въ П^ молекулы азота; Nр - заселенность метастабильного состояния атома азота; N5 - концентрация атомов азота в основном состоянии; Nе -концентрация электронов; к1 - коэффициенты скоростей процессов, приведенные в табл. 2.

Таблица 2.

Основные процессы заселения и девозбуждения состояний Лф3£:)> N(2P),N(i Б) и лф3Яи) в разряде.

№ Процесс , см3 сек'

1. 1,654- 1<Г10

2. (1-^2)-105 сек1

3. ЛГ2(Я) + ЛГ2 (X) ^ (Л) + Ы2(X) (1,3-г 7,5)-Ю-11

4. 3-Ю"10

5. 1,2-10"9

б. 2.10""

7. (Л) + Я2 1И2 (X) 1,5-10"16

8. 10'8

Таблица 2 (продолжение).

№ Процесс Аг,-, см3-сек'

9. 2,8-КГ10

10. з-ю-9

11. 4-Ю"9

12. Ы2(А) та >АГ2(Х) 815 х(Гг/300)3/2 сек'1

13. + ЛГ(4я) ¿У2(Х) + р) 5ЛО~п

14. (X) + 2 Р) -> ( А) + 4 Я) 5.10"11

15. 4,6-10"10

16. + Ы2(X) N2(С) + ЛГ2(X) з-ю-10

17. З-Ю"10

18. ЛГ2(Л) + е-»#2(С) + е 2-Ю-50

19. Ю-10

20. (2 ч-6)-Ю'10

Таблица 2. (продолжение)

№ Процесс А,-, см3-сек'

21. N(2P) + N(4S)^^2N(4S) 1,8 -10"12

22. (200/р(7Ьр))х х (7;/300)3/2 сек'

23. N(2P) + e->N(4S) + e 2-Ю"9

24. 5,732-Ю-12

25. 2Ы(4 5) + ЛГ2 (X) -> 2Ы2 (X) (0,2ч-3)-10~33 см6/сек'

26. 1,205-10"11

27. Щ(В) + е->Ы2(С) + е <1,3-Ю"10

28. Ы2 (В) + Ы2 (X) Ы2 (С) + ЛГ2(Х) <10"13

29. 2,2-107 сек'

30. ЛГ2(С) + -> М2(В) + 10~п

31. 10""

32. ЛГ2(С)+е-»ЛГ2(В) + е ю-8

*В таблице для краткости записи электронное состояние обозначено только соответствующими латинскими буквами.

Для решения уравнения (5) необходимо оценить концентрацию атомов Л^4!?) и Уравнение для основного Л^4^ и

метастабильного состояний атомов азота имеют вид:

- + кнМхКР - к20МеМ, + к2ъИеЫР +

+к24мемх-к25{м5умх = о ' (6)

А,3МАМ3 -кимрмх +к20М5Ме --к2^рМ5 -~^мр~к2Ъыемр = о' (7)

Оценка концентрации электронов проводилась путем измерения абсолютной интенсивности полосы испускания 3804,9 А второй

положительной системы азота (переход С3Пи —> ВгПДля состояния

С3Пи была составлена схема процессов заселения и девозбуждения, на основе которой было составлено уравнение баланса для этого состояния:

К{КА)2 +к]5МлМв +к16М^х -К^СМХ + + к{%ЫеЫА - к19ИеКс + к2ьыеых + к21ЫеЫв + ^ {8) + *28МцМх ~ А^с ~ к30МсМх - к31МсМх --к32МеЫс = о

где - заселенность нулевого колебательного уровня состояния

СгПи молекулы азота.

Путем решения системы уравнений (5-8) были определены заселенности колебательных уровней метастабильного состояния

молекулы азота, заселенности основного и метастабильного состояний атомов азота, а также концентрация электронов.

Полная заселенность метастабильного состояния А31ь* молекулы

азота определялась путем суммирования заселенностей отдельных

колебательных уровней состояния

Исследование заселенности метастабильного состояния А3£*

проводилось в положительном столбе и в отрицательном свечении тлеющего разряда. При этом ток разряда менялся в диапазоне от 100 до 400 мА, давление - от 0,01 до 5 Тор. Кроме того, проводилось определение

заселенности метастабильного состояния А3 Л* в условиях

комбинированного разряда. При этом ток тлеющего разряда менялся в диапазоне от 100 до 400 мА, давление - от 0,002 до 0,06 Тор. Ток дугового разряда был постоянным и составлял 25 А.

Полная заселенность метастабильного состояния молекулы азота растет с уменьшением давления (рис. 3) и ростом силы тока тлеющего разряда (рис. 4).

Основной поток заселения состояния А3Ъ* в разряде обусловлен прямым возбуждением молекул электронным ударом (процесс №1, табл. 2) и дезактивацией состояния В3П в результате радиационных переходов (процесс №2, табл. 2) и тушения молекулами азота (процесс №3, табл. 2). Дезактивация молекул (а^И* ) происходит либо на стенке (Р < I Тор), либо при соударениях с атомами и молекулами в объеме (Р > 1 Тор).

С увеличением тока разряда заселенность состояния растет, что

обусловлено увеличением концентрации электронов Ые.

Рис. 3. Заселенность метастабильного состояния Â3E*

молекулы азота от давления: 1. i =25 A,J = 100мА ( пол-ст.); 2. / = 100мА( пол.ст.); 3. г =25А,/ =100мА(отр.св.);4. / = ЮОмА(отр.св.).

Рис.4. Заселенность метастабильного состояния А3Х* молекулы азота в положительном столбе тлеющего разряда от тока тлеющего разряда: 1.Р=0,06 Тор, i =25 А; 2. .Р=0,06 Тор.

Наблюдается рост концентрации с уменьшением давления

(рис. 3). Уменьшение заселенности этого состояния с ростом давления можно объяснить преимущественно тушением атомами (процесс №13, табл. 2) и молекулами азота (процесс №7, табл. 2).

В четвертой главе исследована зависимость скорости образования и адгезионной прочности (качества) пленок нитрида алюминия от тока тлеющего разряда и давления азота. В результате проведенных исследований установлено, что скорость роста пленок (рис.5) и их адгезионная прочность увеличиваются с ростом тока тлеющего разряда и снижением давления газа. Что указывает на то, что скорость образования пленок нитрида алюминия и их качество повышаются с ростом

заселенности метастабильного состояния молекул азота.

Рис. 5. Зависимость скорости роста пленок нитрида алюминия и заселенности состояния в положительном столбе тлеющего разряда

от тока тлеющего разряда ( Р =0,06 Тор, ¡=25 А): 1- ^; 2- V.

Выводы. Заключение

1. Разработана оригинальная математическая модель процессов заселения и девозбуждения метастабильных состояний атомов аргона и молекул азота в плазме газовых разрядов, позволяющая проводить расчет заселенностей метастабильных состояний атомов аргона и молекул азота в низкотемпературной плазме. С использованием этой модели были проведены расчеты заселенности метастабильных состояний атомов аргона и молекул азота в зависимости от давления (0,002-5 Тор), тока разряда (100-400 мА) и состава плазмообразуюшего газа ( Ы2, Аг, 95% Аг -5% 57//4 ).

аргона (Зр5 5р —» Зр5 45 ) и молекул азота (переход ВъПг —» А3И* );

девозбуждение метастабильных состояний происходит путем дезактивации атомами и молекулами газа, либо частицами примеси, а также путем дезактивации на стенках.

2. Проведены экспериментальные исследования заселенности метастабильных состояний атомов аргона в плазме высокочастотного разряда в зависимости от давления (0,02-0,1Тор) в атмосфере чистого аргона и смеси аргона с силаном (95% Аг — 5% 8Ш4).

Установлено, что заселенность метастабильных состояний уменьшается с ростом давления газа, что объясняется дезактивацией метастабилей атомами аргона в основном состоянии. Значения заселенности метастабильных состояний в атмосфере чистого аргона

выше, чем в смеси аргои-силан, что указывает на наличие дополнительного канала девозбуждения метастабильных атомов аргона на молекулах силана. Сравнение полученных нами результатов расчета с данными других авторов показало, что они различаются не более чем на 11 %, что указывает на адекватность разработанной модели.

3. Проведены экспериментальные исследования абсолютной

заселенности метастабильного состояния молекулярного азота А3Т.* в

зависимости от давления (0,002 — 5 Тор) и тока тлеющего разряда (100 - 400 мА).

Показано, что заселенность метастабильного состояния

растет с ростом тока тлеющего разряда и уменьшением давления газа. С увеличением тока тлеющего разряда увеличивается концентрация электронов и, как следствие, растет число актов возбуждения молекул азота прямым электронным ударом. С увеличением давления газа

заселенность метастабильного состояния А3 падает из-за

дезактивации атомами и молекулами азота. При одновременном возбуждении тлеющего и дугового разрядов заселенность метастабильного состояния в два раза выше аналогичной величины в плазме тлеющего разряда при тех же условиях. Следовательно, в дуговом разряде происходит дополнительное возбуждение молекул.

корреляции между скоростью роста тонких пленок нитрида алюминия и заселенностью метастабильного состояния молекул азота.

Показано, что скорость образования пленок увеличивается с ростом заселенности метастабильного состояния молекул азота. При этом скорость роста пленок в положительном столбе тлеющего разряда выше аналогичной величины в отрицательном свечении.

Установлено, что скорость образования тонких пленок нитрида алюминия, при одновременном возбуждении тлеющего и дугового разрядов, увеличивается в 2-3 раза по сравнению с аналогичной величиной только в дуговом разряде, а разбавление аргона силаном позволяет увеличить скорость образования тонких пленок аморфного кремния на порядок. При этом адгезионная прочность [1], как и заселенность метастабильного состояния молекул азота, увеличивается с ростом тока тлеющего разряда. Следовательно, полученные результаты можно использовать для оптимизации технологического процесса осаждения пленок нитрида алюминия для снижения затрат на

их производство для нужд микроэлектроники.

* *

Таким образом, диссертация, в соответствии с поставленной целью, является законченной научно-квалификационной работой, содержащей решение актуальной задачи - исследования влияния заселенности метастабильных состояний атомов аргона и молекул азота на кинетику роста пленок нитрида алюминия и аморфного кремния для оптимизации режимов их осаждения.

Список цитируемой литературы.

1. Струнин В.И., Пихо О.С., Шевелева Т.В. Получение и исследование пленок нитрида алюминия, полученных химическим осаждением из паровой фазы в атмосфере реакционного газа с дополнительным возбуждением тлеющего разряда // В сб. «Микросенсорика ИСМЭ СО РАН (Материалы и элементная база)», Омск, 2000.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Тихомиров И.А., Струнин В.И., Струнина H.H., Байсова Б.Т.

Определение заселенности электронного состояния молекул азота в

плазме тлеющего разряда // ЖТФ, 2001, т. 71, № 5, с.25-27.

2. Струнин В.И., Струнина H.H., Байсова Б.Т. Абсолютные заселенности метастабильных состояний аргона в плазме высокочастотного разряда // ЖТФ, 2003, т. 73, № 8, с.30-33.

3. Струнин В.И., Струнина H.H., Байсова Б.Т. Заселенность

метастабильного состояния молекулярного азота в зоне

отрицательного свечения тлеющего разряда // Деп. в ВИНИТИ 26.05.2005, № 752-В2005.

4. Струнин В.И., Струнина H.H., Байсова Б.Т.Абсолютная заселенность метастабильного состояния молекулы азота в плазме тлеющего разряда //ЖТФ, 2006, т. 76, № 2, с. 21-25.

5. Струнин В.И., Струнина H.H., Байсова Б.Т. Плотность метастабильных состояний атомов аргона в ВЧЕ разряде аргон-силановой плазмы //Тез. Всероссийской научной конференции «ФНТП-2004» ISBN 5-8021-0416-3 Петрозаводск, 2004, т. 2, с. 5-8.

6. Долганева СЛ., Струнин В.И., Струнина H.H., Байсова Б.Т.

Заселенность электронного состояния А3Т,* молекул азота в плазме

тлеющего разряда //В сб. «Микросенсорика ИСМЭ СО РАН (Материалы и элементная база)», Омск, 2000, с. 157-162.

7. Струнин В.И., Струнина H.H., Байсова Б.Т. Плотность метастабильного

состояния А3Т.* молекулярного азота в плазме газового разряда // В сб.

«Микросенсорика ИСМЭ СО РАН (Материалы и элементная база)», Омск, 2001, с. 126-129.

8. Струнин В.И., Струнина H.H., Б.Т. Байсова Б.Т. Определение

заселенности колебательных уровней состояния B3IJg молекул азота в

плазме тлеющего разряда // Тез. Межрегиональной научно-технической конференции «Многоцелевые гусеничные и колесные машины: разработка, производство, боевая эффективность, наука и образование», Омск, 2002, ч. 2, с.86-87.

9. Струнин В.И., Струнина H.H., Байсова Б.Т. Заселенность

метастабильного состояния A3üi* молекулярного азота в зоне

отрицательного свечения тлеющего разряда И Тез. 3-го международного симпозиума по теоретической и прикладной плазмохимии, Плес, 2002, с. 417-419.

10. Струнин В.И., Струнина H.H., Байсова Б.Т. Заселенность

метастабильного состояния А3 Т.* молекул азота в плазме положительного

столба тлеющего разряда // Тез. III международного технологического конгресса, Омск, 2005, ч. 1, с. 327-328.

БАЙСОВА БИБИГУЛЬ ТУЛЕГЕНОВНА

Специальность 01.04.08- физика плазмы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Подписано в печать 13.04.06. Формат бумаги 60x84 1/16. Печ. л. 1,5. Уч. -изд-л. 1,5. Тираж 65 экз. Заказ 128.

Издателъско-полиграфический отдел ОмГУ 644077, г. Омск, пр. Мира, 55А, госуниверситет

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Байсова, Бибигуль Тулегеновна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. МЕХАНИЗМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ И

ЗАСЕЛЕННОСТИ МЕТАСТАБИЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ

1.1. Механизмы возбуждения метастабильных состояний атомов и молекул в низкотемпературной плазме.

1.1.1. Механизмы возбуждения метастабильного состояния 11 молекул азота в плазме газовых разрядов.

1.1.2. Механизмы возбуждения метастабильных состояний 21 атомов аргона.

1.2. Методы определения заселенности метастабильных 25 состояний атомов и молекул.

1.2.1. Методы определения заселенности метастабильного 25 состояния молекул азота.

1.2.2. Методы определения заселенности метастабильных 33 состояний атомов аргона.

1.3. Тлеющий разряд, как один из способов возбуждения 47 частиц.

ГЛАВА 2. АБСОЛЮТНЫЕ ЗАСЕЛЕННОСТИ

МЕТАСТАБИЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ АРГОНА В ПЛАЗМЕ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО РАЗРЯДА

2.1. Экспериментальная установка.

2.2. Методика определения абсолютных заселенностей 55 метастабильных состояний аргона в плазме высокочастотного разряда.

2.3. Экспериментальные исследования заселенностей 57 метастабильных состояний аргона в плазме высокочастотного разряда.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАСЕЛЕННОСТИ МЕТАСТАБИЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ МОЛЕКУЛ АЗОТА В НЕРАВНОВЕСНОЙ ПЛАЗМЕ

3.1. Экспериментальная установка.

3.2. Метод определения заселенности метастабильного состояния молекул азота.

3.3. Экспериментальные исследования заселенности метастабильного состояния молекул азота спектральным методом.

3.3.1 Заселенность метастабильного состояния молекул азота в плазме тлеющего разряда

3.3.2 Заселенность метастабильного состояния молекул азота в вакуумно-дуговом разряде при одновременном возбуждении тлеющего разряда.

Глава 4. ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ РОЛИ ВОЗБУЖДЕННЫХ СОСТОЯНИЙ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ТОНКИХ ПЛЕНОК НИТРИДА АЛЮМИНИЯ

4.1. Адгезионная прочность пленок нитрида алюминия.

4.2. Скорость роста пленок нитрида алюминия.

Введение диссертация по физике, на тему "Исследование кинетики процессов заселения метастабильных состояний атомов и молекул в плазме газовых разрядов"

Актуальность темы. В последние годы широкое развитие получили исследования электрических разрядов в разреженной атмосфере химически активных газов[1]. Повышение интереса к этой проблеме определяется тем, что в плазме газовых разрядов в атмосфере реакционного газа, интенсивно протекают реакции плазмохимического синтеза различных материалов, широко применяющихся в современной технике [2]. Определяющую роль в этих процессах играют метастабильные состояния атомов и молекул. Связано это, прежде всего с тем, что энергия данных состояний достаточна, для того чтобы снизить энергетический порог реакции и повысить эффективность протекания плазмохимических процессов.

Данная работа проводилась в Омском государственном университете им. Ф.М. Достоевского с 1998 года в рамках ФЦП «Интеграция академической науки и высшей школы» по направлению 2.1 «Развитие и поддержка системы совместных учебно-научных центров филиалов и кафедр университетов», а также в рамках НТП

Миннауки «Научные основы конструирования новых материалов и создание новых технологий».

Задачи исследований:

3. Исследование зависимости заселенности метастабильных состояний атомов аргона в плазме высокочастотного разряда в зависимости от давления (Р = 0,02 + 0,1 Тор) в атмосфере чистого аргона и в смеси аргон-силан (95%Ar-5%SiH4).

4. Исследование зависимости заселенности метастабильного состояния молекул азота в плазме тлеющего разряда в зависимости от давления (Р = 0,002+ 5Тор) и тока разряда (/ = 100+400мА).

5. Исследование скорости роста пленок нитрида алюминия в зависимости от тока тлеющего разряда и давления.

Научная новизна работы заключается в следующем: 1. Разработана оригинальная математическая модель процессов возбуждения и девозбуждения метастабильных состояний атомов аргона и молекул азота. В модель включены процессы, протекание которых наиболее вероятно с точки зрения их скорости. Произведен кинетический расчет заселенностей метастабильных состояний атомов аргона и молекул азота в плазме тлеющего и высокочастотного разрядов. Определены процессы, ответственные за возбуждение и девозбуждение метастабильных состояний.

2. Впервые проведены исследования заселенности метастабильных состояний атомов аргона в зависимости от давления (Р = 0,02-^-0,1 Тор) в атмосфере смеси аргон-силан (95%Ar-5%SiH4).

3. Впервые определены заселенности метастабильного состояния А31+ молекулярного азота в вакуумно-дуговом разряде (ток дугового разряда г = 25 А) при одновременном возбуждении тлеющего разряда.

4. Впервые проведены сравнительные исследования заселенности метастабильного состояния N2(a3I:,+и) в положительном столбе и отрицательном свечении тлеющего разряда.

Положения, выносимые на защиту:

Р = 0,002+ 5 Тор) в плазме тлеющего и комбинированного (вакуумно-дуговой +тлеющий) разрядов.

Научная и практическая ценность работы:

Достоверность результатов подтверждается использованием при моделировании апробированных классических соотношений неравновесной химической кинетики. Полученные результаты расчетов соответствуют теоретическим и экспериментальным данным других авторов.

Личный вклад автора заключается в проведении спектральных измерений по определению абсолютных интенсивностей спектральных линий и молекулярных полос, в проведении расчетов по определению заселенностей метастабильных состояний, а также разработке математической модели процессов, определяющих заселенности метастабильных состояний и интерпретации полученных результатов.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на 3-ем Международном симпозиуме по теоретической и прикладной плазмохимии (г. Плес, 2002)[3], Всероссийской научной конференции «ФНТП-2004» (г. Петрозаводск, 2004)[4], межрегиональной научно-технической конференции БРОНЯ-2002 (г. Омск, 2002)[5], 3-ем международном технологическом конгрессе (г. Омск, 2005)[б], а также на научных семинарах кафедры экспериментальной физики Омского государственного университета.

Публикации. По результатам работы опубликовано 10 печатных работ, в том числе 6 статей [7-12] и 4 тезиса докладов на конференциях [3-6].

Заключение диссертации по теме "Физика плазмы"

ВЫВОДЫ. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана оригинальная математическая модель процессов заселения и девозбуждения метастабильных состояний атомов аргона и молекул азота в плазме газовых разрядов, позволяющая проводить расчет заселенностей метастабильных состояний атомов аргона и молекул азота в низкотемпературной плазме. С использованием этой модели были проведены расчеты заселенности метастабильных состояний атомов аргона и молекул азота в зависимости от давления (Р = 0,002 + 5Тор), тока разряда (/ = 100+400мА) и состава плазмообра-зующего газа (N2, Ar, 95%Ar-5%SiH4).

Установлено, что заселение метастабильных состояний атомов аргона и молекул азота происходит путем возбуждения прямым электронным ударом, а также путем радиационных переходов атомов аргона (Зр55р ->3p54s) и молекул азота (переход B3ng—девозбуждение метастабильных состояний происходит путем дезактивации атомами и молекулами газа, либо частицами примеси, а также путем дезактивации на стенках.

2. Проведены экспериментальные исследования заселенности метастабильных состояний атомов аргона в плазме высокочастотного разряда в зависимости от давления (Р = 0,02 + 0,1 Тор) в атмосфере чистого аргона и смеси аргона с силаном (95%Ar-5%SiH4).

Установлено, что заселенность метастабильных состояний уменьшается с ростом давления газа, что объясняется дезактивацией мета-стабилей атомами аргона в основном состоянии. Значения заселенности метастабильных состояний в атмосфере чистого аргона выше, чем в смеси аргон-силан, что указывает на наличие дополнительного канала девозбуждения метастабильных атомов аргона на молекулах си-лана.

Сравнение полученных нами результатов расчета с результатами других авторов показало, что они различаются не более чем на 11%, что указывает на адекватность разработанной модели.

3. Проведены экспериментальные исследования абсолютной заселенности метастабильного состояния молекулярного азота АХ в зависимости от давления (Р = 0,002-5Тор) и тока тлеющего разряда (7 = 100-400 мА).

Показано, что заселенность метастабильного состояния АХ растет с ростом тока тлеющего разряда и уменьшением давления газа. С увеличением тока тлеющего разряда увеличивается концентрация электронов и, как следствие, растет число актов возбуждения молекул азота прямым электронным ударом. С увеличением давления газа заселенность метастабильного состояния А X падает из-за дезактивации атомами и молекулами азота. При одновременном возбуждении тлеющего и дугового разрядов заселенность метастабильного состояния в два раза выше аналогичной величины в плазме тлеющего разряда при тех же условиях. Следовательно, в дуговом разряде происходит дополнительное возбуждение молекул.

4. Проведены экспериментальные исследования влияния заселенности метастабильного состояния молекул азота на скорость роста пленок нитрида алюминия в зависимости от давления (0,002 -0,06 Тор) и тока тлеющего разряда (7 = 100+400 мА). Установлено наличие корреляции между скоростью роста тонких пленок нитрида алюминия и заселенностью метастабильного состояния молекул азота.

Установлено, что скорость образования тонких пленок нитрида алюминия, при одновременном возбуждении тлеющего и дугового разрядов, увеличивается в 2-3 раза по сравнению с аналогичной величиной только в дуговом разряде, а разбавление аргона силаном позволяет увеличить скорость образования тонких пленок аморфного кремния на порядок. При этом адгезионная прочность, как и заселенность метастабильного состояния молекул азота, увеличивается с ростом тока тлеющего разряда. Следовательно, полученные результаты можно использовать для оптимизации технологического процесса осаждения пленок нитрида алюминия для снижения затрат на их производство для нужд микроэлектроники. *

Таким образом, диссертация, в соответствии с поставленной целью, является законченной научно-квалификационной работой, содержащей решение актуальной задачи исследования влияния заселенности метастабильных состояний атомов аргона и молекул азота на кинетику роста пленок нитрида алюминия и аморфного кремния для оптимизации режимов их осаждения.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Байсова, Бибигуль Тулегеновна, Омск

1. Полак Л.С., Овсянников А.А., Словецкий Д.И., Вурзель Ф.Б. Теоретическая и прикладная плазмохимия. М., 1975, 305 с.

2. Осипов К.А., Фолманис Г.Э. Осаждение пленок из низкотемпературной плазмы и ионных пучков. М., 1973.

3. Струнин В.И., Струнина Н.Н., Байсова Б.Т. Заселенность метастабильного состояния A3SU молекул азота в плазме положительного столба тлеющего разряда //Мат. III международного технологического конгресса, Омск, 2005, ч. 1, с. 327-328.

4. Долганева С.Л., Струнин В.И., Струнина Н.Н., Тихомиров И.А., Байсова Б.Т. Определение заселенности электронного состояния A3EU молекул азота в плазме тлеющего разряда // ЖТФ, 2001, т. 71, вып.5, с.25-27.

5. Струнин В.И., Струнина Н.Н., Байсова Б.Т., Худайбергенов Г.Ж. Абсолютные заселенности метастабильных состояний аргона в плазме высокочастотного разряда //ЖТФ, 2003, том 73, вып. 8, с.30-33.

6. Струнин В.И., Струнина Н.Н., Байсова Б.Т.Абсолютная заселенность метастабильного состояния АъЪ\ молекулы азота в плазме тлеющего разряда // ЖТФ, 2006, т. 76, № 2, с. 21-25.

7. Долганева С.Л., Струнин В.И., Струнина Н.Н., Байсова Б.Т. Засе•аленность электронного состояния А 2U молекул азота в плазме тлеющего разряда //В сб. «Микросенсорика ИСМЭ СО РАН (Материалы и элементная база)», Омск, 2000, с. 157-162.

8. Струнин В.И., Струнина Н.Н., Байсова Б.Т. Плотность метаста-бильного состояния А Ец молекулярного азота в плазме газового разряда //В сб. «Микросенсорика ИСМЭ СО РАН (Материалы и элементная база)», Омск, 2001, с. 126-129.

9. Словецкий Д.И. Механизмы химических реакций в неравновесной плазме. М., 1980,310 с.

10. Низкотемпературная плазма. Под ред. Л.С. Полака и Ю.А. Лебедева. Новосибирск, 1991,325 с

11. Иванов Ю.А., Солдатова И.В. Физико-химические процессы в низкотемпературной плазме. ИНХС АН СССР, М.: Наука, 1985, с. 5-54.

12. Лебедев Ю.А., Карулина Е.В. Плазмохимия -87. М.: ИНХС СССР, 1987,ч. 1, с.6-36.

13. Солдатова И.В. Экспериментальное исследование роли активных частиц в процессе плазмохимической полимеризации. Автореф. дис. канд. хим. наук 02.00.04- М., 1987, 24 с.

14. Fereira С.М., Soureiro J., Ricard A. Populations in the metastable and the resonance levels of argon and stepwise ionization effects in a low-pressure argon positive column // J. Appl. Phys., 1985, v. 57, №1, p. 8290.

15. Смирнов Б.М. Возбужденные атомы. M.: Энергоатомиздат, 1982, 232 с.

16. Смирнов Б.М. Ионы и возбужденные атомы в плазме. М.: Атомиз-дат, 1974,455 с.

17. Физические величины. Справочник под ред. Григорьева И.С, Мей-лихова Е.З., М., 1991, 1234 с.

18. Полак Л.С., Словецкий Д.И. Возбуждение электронных уровней молекуклы азота электронным ударом //Химия высоких энергий, т. 6, №1, с. 87-88, 1972.

19. Shui V.H., J.P. Appleton. J.С. Keck. Three-Body Recombination and Dissociation of Nitrogen: A Comparison between Theory and Experiment // J.Chem.Phys., 53, №7,2547, 1970.

20. Zipf E.C. Jr. Measurement of the Diffusion Coefficient and Radiative1.fetimes of Nitrogen Molecules in the N2(A'ZtJ state //J. Chem. Phys., 1963, v.38, p. 2034

21. Stedman D.H., Setser D.W. Energy Pooling by Triplet Nitrogen {АъЪи+) Molecules // J. Chem. Phys., 50, №5, 2256-2258, 1969.

22. Hays C.N., Oskam H.J. Reaction rate constant for

23. J-Chem. Phys., 1973, v. 59, pp. 60886091.127 +

24. Piper I.G. State-to-state N2(/4 3Bn) energy-pooling reactions. I. The formation of N2(C 3XI„) and the Herman infrared system //J.Chem. Phys., 1988, v. 88, № l,p. 231-239.

25. Полак JI.С., Словецкий Д.И., Тодесайте Р.Д. Коэффициенты скорости тушения метастабильных частиц N2(a3Zu,v = од) и n(2p) атомами и молекулами азота //Химия высоких энергий. Том 10, №1, 1976, с. 64-70.

26. Mayer J.A., Setser D.W., Clark W.G. Deactivation of N2 (Л3Б„+,у=0-7) by ground state nitrogen, ethane, and ethylene measured by kinetic absorption spectroscopy//J.Phys. Chem., 76, №1, pp. 1-9,1972.

27. Shemansky D.E. N2 Vegard-Kaplan System in Absorption //J.Chem.Phys., 51, №2, 689-700, 1969.

28. Carleton N.P., Shemansky D.E. Lifetime of the N2 Vegard-Kaplan System //XChem.Phys., 51, №2, 682-688, 1969.

29. Piper I.G. State-to-state N2(/i 3£*) energy pooling reactions. II. The formation and quenching of N2(£ 3Xlg, v'=l-12) //J.Chem. Phys., 1988, v. 88, № 11, p. 6911-6921.

30. Shemansky D.E., Broadfoot A.L. Excitation of ^systems by electrons. I. Absolute transition probabilities // J.Quant. Spectrosc. And Radiat. Transfer, 1971, v. 11, p. 1385-1400.

31. Jonathan N., Petty A. Studies of the Nitrogen Yellow Afterglow at low Pressures. Ibid., p. 3804.

32. Meyer J.A., Setser D.W., Stedman D.H.Energy Transfer Reactions of N2(a3Z+u). II. Quenching of Emission by Oxygen and Nitrogen Atoms // J.Phys. Chem., 1970, v. 74, p. 2238-2240.

33. Zipf E.C. Measurement of the Diffusion Coefficient and Radiative Lifetime of Nitrogen Molecules in the A3Z+U State //J.Chem. Phys., 1963, v. 38, №8 p. 2034-2035.

34. Gartner E.U., Thrush B.A. Proc. Roy. Soc., Lond., 1975, v. A346, p. 103; Infrared emission by active nitrogen. II. The kinetic behavior of N2{B3IJg). Ibid., p. 121.

35. Johnson A.W., Fowler R.G. Measured Lifetimes of Rotational and Vibrational Levels of Electronic States of N2 //J.Chem. Phys, 1970, v. 53,№1 p.65-72.

36. Hartfuss H.J., Schmillen A. Uber das Abklingen der ersten positiven Gruppe des N2 und der Asundi-Banden des CO HZ. Naturforsch., 1968, Bd 23a, S. 722.

37. Formation of N2 during Ralaygh-Levis afterglow.- Disc. Faraday Soc., 1972, N 53, p.35,. Auth.: H.E. Becker, F.M. Fink, W. Groth e.a.

38. Jonathan N., Petty A. Studies of the Nitrogen Yellow Afterglow at low Pressures. Ibid., p. 3804.

39. Dreyer J. W., Perner D. Deactivation of N2 (A3%u+,v=0-1) by ground state nitrogen, ethane, and ethylene measured by kinetic absorption spectroscopy//J. Chem. Phys., 1973, v. 58,№ 3, p. 1195-1201.

40. Brennen W., Shane E.C. Dependence of Ralaygh-Lewis Afterglow Intensity on Pressure //Chem. Phys. Lett., 1968, v.2, p. 143.

41. Jeunehomme M., Duncan A.B.F. Lifetime Measurements of Some Excited States of Nitrogen, Nitric Oxide, and Formaldehyde //J.Chem. Phys., 1964, v. 40,№6 , p. 1692-1699.

42. Девятов A.M., Соловьев Т.Н. Исследование механизмов заселения энергетических уровней атомов калия и рубидия в разряде низкого давления // Журнал прикладной спектроскопии, 1970, т. 13,№1, с. 29-32.

43. Девятов A.M., Соловьев Т.Н. Исследование механизмов ионизации атомов калия и рубидия в разряде низкого давления // Журнал прикладной спектроскопии, 1970, т. 13, №3, 354-356.

44. Кривченкова B.C., Федорова JI.M., Хахаев А.Д. //Журнал прикладной спектроскопии, 1970, т. 13, №6, с. 970-974.

45. Новгородов М. 3., Очкин В.Н., Соболев Н.Н. Измерения колебательных температур в ОКГ на С02 //ЖТФ, 1970, т. 40, с. 1268-1275.

46. Словецкий Д.И. Исследование кинетики механизмов физико-химических процессов в неравновесных плазмохимических процессах. Дисс. .докт. Физ.-мат. Наук. М.:Ин-т нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева АН СССР, 1977, 557 с.

47. Голубовский Ю.Б., Тележко В.М., Стоянов Д.Г. О возбуждении излучающих состояний С3П„ и С'3ПИ молекулы азота при парныхстолкновениях метастабилей Ы2а3Ъп) //Оптика и спектроскопия,том 69, вып.2, 1990г, с. 32-327.

48. J. F. Noxon. Active Nitrogen at High Pressure //J.Chem.Phys., v. 36,№ 4, c. 926-940,1962.

49. Гуревич Д.Б., Канатенко M.A., Подмошенский И.В. Кинетика возбуждения спектра азота в самостоятельном объемном разряде //Оптика и спектроскопия, том 54, вып.5, 1983г., с. 781-786.

50. Бердичевский М.Г., Марусин В.В. Влияние метастабильного уровня а3еи на процессы ступенчатого возбуждения в низкотемпературной азотной плазме //Журнал прикладной спектроскопии, том XX, вып.2, с. 187-191., 1974г.

51. Young R.A., St. John G. Experiments on N2(a3E+u). I. Reaction with N // J. Chem. Phys., 1968, vol. 48, №2, p. 895-897.

52. Young R.A., St. John G. Experiments on N2(a3I*). III. Excitation of Hg // J. Chem. Phys., 1968, vol. 48, №6, pp. 2572-2574.

53. Callear A.B., Wood P.M. Rates of Energy Transfer from N2(aX) to Various Molecules // Trans. Faraday Soc., 1971, vol.67, p.272-288.

54. Meyer J.A., Setser D.W., Clark W.G. Rate Constant for Quenching of N2(a3Z*) in Active Nitrogen //J. Phys. Chem., 1972, vol. 76, p. 1-9.

55. Lee W., Martin R.M. Velocity dependence of electronic excitation transfer reactions: (CO*,N2*,Kr*)+Hg(6 %) (CO,N2,Kr)+Hg(6 3Л) //J. Chem.Phys., 1976, vol. 64, №2, p. 678-685.

56. Pitre J., Hammond K., Krause L. 63Pj -62P0 Excitation Transfer in Mercury, Induced in Collisions with N2 Molecules // Phys. Rev., 1972, vol. A6, p. 2101-2106.

57. Касабов Г.А., Елисеев В.В. Спектроскопические таблицы для низкотемпературной плазмы: справочник. М.: Атомиздат, 1973, 160 с.

58. Каган Ю.М., Лягущенко Р.И., А.Д. Хахаев А.Д.О возбуждении инертных газов в положительном столбе разряда при средних давлениях //Оптика и спектроскопия, том XV, вып. 1, 1963, с. 13-20.

59. Разумовская Л.П. Спектроскопическое исследование высокочастотного разряда в аргоне //Оптика и спектроскопия, том XIV, вып.2, 1963 г., с. 185-198.

60. Голубовский Ю.Б., Захарова В.М., Каган Ю.М., Лягущенко Р.И. О заселенности возбужденных уровней в положительном столбе разряда в неоне и аргоне //Опт. и спектр., том 40, №6, 1976г, с.971-975.

61. Голубовский Ю.Б., Каган Ю.М., Лягущенко Р.И. Теория стационарного положительного столба разряда в неоне // ЖТФ, 44,536,1974.

62. Очкур В.И., Петрунькин A.M. Тезисы докл. На Второй Всесоюзной конф. по физике электр. И ат. Столкновений. Ужгород, 1962

63. Русанов В.Д., Фридман А.А. Физика химически активной плазмы. М., 1984,415 с.

64. Грановский В.Л.Электрический ток в газе. Установившийся ток. М., 1971,543 с.

65. Davis W.D., Miller Н.С. Analysis of the Electrode Products Emitted by dc Arcs in a Vacuum Ambient //J. Appl. Phys, 1969,v. 40, №5, p.2212-2221.

66. Kushner M.J. A model for the discharge kinetics and plasma chemistry during plasma enhanced chemical vapor deposition of amorphous silicon // J. Appl. Phys., 1988, vol. 63, №8, p.2532- 2551.

67. Flewitt A.J., Robertson J., Milne W. Growth mechanism of hydrogenated amorphous silicon studied by in situ scanning tunneling microscopy // J. Appl. Phys., 1999, vol. 85, № 12, p. 8032- 8039.

68. Y.Toyoshima, K. Kumata et al. Ar (3P2) induced chemical vapor deposition of hydrogenated amorphous silicon Ar(3P2) induced chemical vapor deposition of hydrogenated amorphous silicon. //Appl. Phys. Lett. 1985, vol. 46,№6, P. 584-586

69. Childs M.A., Gallagher A. Small particle growth in silane radio-frequency discharges // J. Appl. Phys., 2000, vol. 87, № 3, pp. 10761085.

70. Knights J.C., Lujan R.A. et al. Effects of inert gas dilution of silane on plasma-deposited tf-Si:H films // Appl. Phys. Lett., 1981, vol. 38, № 5, p. 331-333.

71. M.C.M. van de Sanden, Severens R.J. et al. Plasma chemistry aspects of a-Si:H deposition using an expanding thermal plasma // J. Appl. Phys., 1998, Vol. 84, № 5, p. 2426- 2433.

72. Струнин В.И., Ляхов А.А., Худайбергенов Г.Ж., Шкуркин В.В. Моделирование процесса разложения силана в высокочастотной плазме // ЖТФ, 2002,том 72, № 6, с. 109-114.

73. Прикладная спектроскопия. Материалы XVI совещания по спектроскопии. Под ред. Рубинштейна Р.Н., М., 1969, том 1,493 с.

74. Вакуумные дуги. Под ред. Дж. Лафферти, М.: Мир, 1982, 432с.

75. Brown I.G, Vacuum arc ion sources. // Rev. Sci. Instrum, 1994, V65, P.3061-3081.

76. Davis W.D., Miller H.C. Analysis of the Electrode Products Emitted by dc Arcs in a Vacuum Ambient //J. Appl. Phys, 1969,v. 40, №5, p.2212-2221.

77. Аксенов И.И. и др. Формирование потоков металлической плазмы. Препринт. М.:ЦНИИатоминформ, 1984.

78. Аксенов И.И., Антуфьев Ю.П., Брень В.Г и др. Влияние давления газа в реакционном объеме на процесс синтеза нитридов при конденсации плазмы металлов // Химия высоких энергий, 1986, т.20, № 1, с.82-88.

79. Кузнецова J1.A. и др. В кн. Вероятности оптических переходов двухатомных молекул. М., Наука, 1980, с. 98.

80. Демиденко И.И., Ломино Н.С., Овчаренко В.Д., Падалка В.Г., Полякова Г.Н. Исследование состояния азота в плазме вакуумной дуги // Химия высоких энергий, 1986, т. 20, №5, с. 462-467.

81. Струнин В.И., Струнина Н.Н., Тихомиров И.А., Байсова Б.Т. Определение заселенности электронного состояния А £ц молекул азота в плазме тлеющего разряда // ЖТФ, 2001, т. 71, вып.5, с. 25-27.

82. Пирс Р., Гейдон А, Отождествление молекулярных спектров, М,: изд-во иностранной литературы, 1949,23 8 с.

83. Полак Л.С., Словецкий Д.И., Соколов А.С. Вероятности предиссо-циации и тушения колебательных уровней состояния ВгТ\г молекулярного азота //Оптика и спектроскопия, т . XXXII, вып, 3, 1972, с. 472-480.

84. Полак Л.С., Словецкий Д.И.,Урбас А.Д., Федосеева Т.В. Релаксационные измерения и механизмы возбуждения электронно-колебательных уровней молекул в тлеющем разряде в азоте / Химия плазмы. Под ред. Смирнова Б.М., Вып 5, 1978 г, с, 272-279.

85. Смирнов С.А., Рыбкин В.В., Титов В.А. Анализ источников нагрева газа в положительном столбе тлеющего разряда в воздухе //Материалы школы по плазмохимии для молодых ученых России и стран СНГ, Иваново,1999.

86. Бердичевский М.Г. Спектроскопическое изучение азотной плазмы безэлектродного ВЧ .емкостного разряда при средних давлениях. Дис. канд. физ.-мат. наук. Новосибирск: Ин-т физико-химических основ переработки минерального сырья СО АН СССР, 1978, 174 с.

87. Calo J.M., Axtmann R.C. Vibrational Relaxation and Electronic Quenching of the C3llu(vf = 1) State of Nitrogen // J, Chem, Phys,, 1971, №3, vol, 54, p. 1332-1341.

88. Самсонов Г.В. Неметаллические нитриды. М.:Металлургия, 1969, с. 249.

89. Технология тонких пленок. Спр. / Под ред. Майсселла Д., Гленга Р. М.: Советское радио, 1977, т. 2.

90. Wauk М., Winslow D. Vacuum deposition of A1N acoustic transducers //Appl. Phys. Lett. 1968. v. 13.№8, p. 28