射频辉光放电与ICP联用光谱激发源研究

摘要

辉光光谱仪因其能直接分析固体样品和独特的深度轮廓分析性能，在分析领域中的作用越来越重要。虽然辉光放电等离子体已广泛应用到多个领域，甚至已成为某些产业的关键技术（如微电子工艺中的等离子体刻蚀、镀膜）。但用于辉光光谱仪的辉光放电等离子体激发源存在溅射速率和激发效率都较低的不足，而且溅射下来进入负辉区的样品粒子不能被完全激发，这些不足都是急待解决的。研究开发辉光放电激发源，特别是追踪国内外最新增强型激发源的研究，探索新的增强方式，寻求有效、稳定的激发效率和提高溅射速率对辉光仪器的发展足具有重要意义的。
　　 本文简要叙述了国内外业已报道的各种增强型辉光放电激发源的实验装置及原理。洋细阐述了一种新的射频辉光放电（GD）与低压电感耦合等离子体（ICP）联用（GD-ICP）增强型激发源的结构、原理。
　　 研究了GD-ICP联用增强型激发源不同工作参数对实验的影响效果，这些参数包括氩气气压、石英炬管内径、ICP射频功率。并通过溅射激发锌铝合金标准样品来建立工作曲线，通过建立的工作典线说明这些实验参数对增强效果的影响。研究结果表明，设计的GD-ICP增强型激发源在200Pa氩气氛围下，GD溅射部分用60W/13.56MHz供能，ICP增强部分用300W/13.56MHz供能，实际测试锌合金标样中Al元素396.1nm波长的光谱信号，加ICP增强后的光谱信号强度是仅用GD时的2～3倍。实验对比了500Pa与200Pa工作气压下的增强效果，结果显示200Pa时的增强效果优于500Pa。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景

1.2辉光放电光谱仪等离子体激发源

1.2.1辉光放电基本原理

1.2.2辉光放电溅射激发原理

1.2.3辉光放电发射光谱仪(GD-OES)激发源的种类

1.3本论文研究的主要内容

第2章增强型辉光放电激发源综述

2.1二次放电增强辉光放电

2.2磁场增强辉光放电

2.3微波增强辉光放电

2.4气体喷射增强辉光放电

2.5自偏压偏置电流增强RF辉光放电

2.6脉冲增强辉光放电

2.7射频增强辉光放电

第3章RF GD-ICP联用增强型激发源的实验研究

3.1 RF GD-ICP联用增强型激发源实验装置

3.1.1射频驱动阻抗匹配

3.1.2 GD-ICP联用增强型激发源示意图

3.1.3 GD-ICP联用增强型激发源结构图

3.1.4光检测系统

3.1.5 MetalLab光谱分析应用软件

3.2 RF GD-ICP联用增强型激发源实验方法

3.2.1描迹法(Profile)

3.2.2建立标准工作曲线法(Calibration)

3.3 RF GD-ICP联用增强型激发源实验结果、讨论及分析

3.3.1探索性实验

3.3.2描迹(Profile)法考察增强的实验结果及分析

3.3.2建立样品校准工作曲线法(Calibration)考察增强的实验结果及分析

第4章结论与展望

4.1结论

4.2有待进一步研究的问题

参考文献

致 谢

研究生期间发表的论文