二极管激光吸收光谱法对双频容性耦合等离子体中氩亚稳态的诊断

摘要

采用可调二极管激光器对双频容性耦合等离子体中Ar原子亚稳态的温度和亚稳态1S5和1S3数密度进行诊断。考察了放电功率，气压，电负性气体O2和电源频率对Ar亚稳态温度和数密度的影响。发现在功率小于70W，气压小于5 Pa时，Ar亚稳态数的温度和密度随功率升高而快速升高，功率大于70 W后Ar亚稳态数密度随功率升高缓慢升高。随气压升高，Ar亚稳态温度和数密度降低。同时，没有明显的随功率升高而出现的快速和慢速上升的阶段。电负性气体氧气的加入对Ar亚稳态具有明显的淬灭作用，加入1％的电负性的O2，就会导致Ar亚稳态的温度和数密度显著下降。并且随O2浓度的继续升高，Ar亚稳态的温度和密度不会进一步明显降低。高频和低频功率源对Ar气DF-CCP放电中起到不同的机制，其中高频功率源为主要功率源，对电子密度的升高起到主要作用，而低频功率源主要对电子能量进行调制。随高频功率的升高，Ar亚稳态数密度省升高速率明显快于低频功率源。

目录

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摘要

引言

1 综述

1.1 常见的低温等离子体源

1.1.1 感性耦合等离子体源

1.1.2 电子回旋共振等离子体源

1.1.3 容性耦合等离子体源

1.2 等离子体的诊断方法

1.2 等离子体的诊断方法

1.2.1 探针

1.2.2 质谱法

1.2.3 光谱法

1.2.4 激光诱导荧光法

1.2.5 光腔衰荡

1.2.6 发射光谱

1.2.7 吸收光谱

1.2.8 可调二极管激光器吸收光谱诊断技术

2.实验部分

2.1 实验原理

2.2 吸收光谱谱线的选择

2.3 实验装置流程图

2.3.1 CCP等离子体放电装置

2.3.2 可调二极管激光器

2.3.3 吸收光谱诊断系统

2.3.3 实验流程

3 Ar亚稳态温度的吸收光谱诊断

3.1 气体温度的计算

3.2 Ar亚稳态温度随功率的变化

3.3 Ar亚稳态温度随气压的变化

3.4 电负性O2对Ar亚稳态温度的影响

3.5 频率对Ar亚稳态温度的影响

4.Ar亚稳态数密度的吸收光谱诊断

4.1 Ar亚稳态数密度的计算方法

4.2 功率对CCP等离子体中Ar亚稳态数密度的影响

4.3 压力对CCP等离子体中Ar亚稳态数密度的影响

4.4 电负性气体O2对CCP等离子体中Ar亚稳态数密度的影响

4.5 电极间距对CCP等离子体中Ar亚稳态数密度的影响

4.6 双频CCP中高频和低频对CCP等离子体中Ar亚稳态数密度的影响

4 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢