等离子体电子温度控制及其用于反应粒子选择的研究

摘要

在等离子体的工业应用中,为了实现等离子体刻蚀中高选择性和低损伤的软等离子体的产生,及等离子体材料制备中与合成的材料和性能密切相关的反应粒子的优化选择,迫切需要实现对等离子体中的电子温度的有效控制.该论文主要针对几种常用的低温等离子体应用装置——ECR微波等离子体装置,EACVD合成金刚石装置,waveguide-surfatron表面波微波等离子体装置,根据其不同特点,分别选用了加入栅网和参入惰性气体的方法成功实现了对等离子体中的电子温度的有效控制.并使用静电探针,质谱,可见光发射光谱等对其中等离子体参数和反应粒子的随电子温度的变化进行了研究,提出了通过调节电子温度来选择反应粒子的可能途径.

目录

文摘

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第一章绪论

§1.1等离子体中电子温度控制的研究背景，研究意义及国内外研究现状分析

§1.2本论文研究工作的目的和研究内容

§1.3相关的几个等离子体的基本概念

第二章用于等离子体电子温度控制实验的几个实验装置

§2.1.ECR微波等离子体装置原理及结构

§2.2.waveguide-surfatron表面波等离子体装置的原理及结构

§2.3 EACVD金刚石膜合成装置

§2.4几种装置的优缺点对比及在不同装置上实现电子温度控制和等离子体参数诊断所采取的相应对策

第三章实验中等离子体参数的诊断手段及相应测量装置

§3.1静电探针

§3.1.1双探针的原理，装置结构及使用中几个问题的讨论

§3.1.2 双探针测量结果的修正及测量曲线的拟合

§3.2见光发射光谱

§3.2.1发射光谱的原理，装置简图

§3.2.2光谱测量中的几个问题

§3.3质谱简介及质谱测量中的一些问题

§3.4电子能量分析器

§3.4.1电子能量分析器的原理和结构

§3.4.2电子能量分析器实验曲线的讨论

第四章用掺入惰性气体方法实现对等离子体电子温度的控制

§4.1在ECR微波等离子体装置上通过掺入惰性气体的方法实现对等离子体中电子温度的控制

§4.1.1双探针的测量结果

§4.1.2通过光谱测量掺入惰性气体使电子温度改变后H2的谱线的变化

§4.2在waveguide-surfatron表面波等离子体装置中通过掺入惰性气体的方法实现对等离子体电子温度的控制

§4.2.1通过光谱，质谱测量电子温度改变后CH4等离子体中反应粒子的变化的变化

§4.3在EACVD装置上通过掺入惰性气体的方法改变电子温度实现对金刚石生长状态的控制

§4.3.1金刚石生长过程中不同比例氩气掺入对合成的金刚石的形貌的影响

§4.3.2氩气掺入后等离子体中反应粒子的变化及纳米金刚石生长粒子的确定

第五章在等离子中加入栅网实现对等离子体电子温度的控制

§5.1不同网格尺寸对等离子体电子温度，密度的影响

§5.2栅网偏压对等离子体电子温度，密度的影响

§5.3栅网形状对等离子体参数的影响

§5.4加入栅网的H2+CH4等离子体的光谱，质谱诊断

§5.5栅网的加入对等离子体形状的影响

§5.6利用栅网控制等离子体电子温度的几个问题的讨论

第六章总结及展望

参考文献

附录

致谢