Určení absolutní koncentrace částic při magnetronovém naprašování

Bc. Jan Slaný

Bachelor's thesis

Determination of the absolute concentration of sputtered species during magnetron sputtering

Anotácia:

Tato práce se zabývá studiem plazmatu při magnetronovém naprašování a zkoumá metodu pro určení absolutní koncentrace rozprášených částic. Metoda účinných větvicích poměrů (EBF), dříve aplikovaná na titan, je zde rozšířena na wolframový atom a iont. Východiskem pro metodu je určení vhodných kandidátů na použitelné spektrální čáry. Chování tohoto výběru čar je potom ověřeno na několika případech. Je zkoumáno emisní spektrum wolframového atomu ve stejnosměrném výboji při změně tlaku pracovního plynu a výkonu výboje. Dále je pozorováno spektrum wolframového atomu i iontu v pulzním výboji vysokého výkonu (HiPIMS) z hlediska závislosti na střídě a časového vývoje. Ukazuje se, že stanovení koncentrace wolframu je obtížnější než u titanu. Metoda nepřinesla věrohodné výsledky a problematika proto zasluhuje další zkoumání.

Abstract:

This thesis deals with plasma diagnostics during magnetron sputtering and explores a method for determining the absolute concentration of sputtered species. The effective branching fractions method (EBF), which has been successfully used for titanium, is here extended to cover tungsten neutrals and ions as well. The starting point is selecting candidate spectral transitions to be used in the method. The behaviour of these transitions is then assessed for a number of cases. The first case is the power and pressure dependence of the tungsten neutral spectrum in a DC discharge. The second is the spectra of neutrals and ions in a HiPIMS discharge, whose dependence on the duty-cycle and time evolution are both studied. Determining the concentration of tungsten species turns out to be more complicated than with titanium. The method failed to provide any reliable results and the problem requires further investigation.

Kľúčové slová

spektroskopie, magnetronové naprašování

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 17. 6. 2021

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 13. 7. 2021
• Vedúci: Mgr. Jaroslav Hnilica, Ph.D.
• Oponent: doc. Mgr. Pavel Slavíček, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / odbor:
Physics / Physics