溅射沉积氢化非晶硅中辉光放电等离子体的Langmuir探针诊断

摘要

为揭示磁控溅射辉光放电等离子体参量对Si薄膜沉积过程的本质影响,采用Langmuir探针于不同的靶电流、靶基距和氢分压条件下对直流辉光放电等离子体进行了诊断,分析了直流辉光放电等离子体参量（离子密度、离子流通量、等离子体电势、电子密度、电子温度）的变化规律,并以此为依据探讨了其对Si靶溅射过程和溅射Si粒子输运过程的影响。结果表明：不同靶电流下,距靶面3 cm处等离子体参量中离子密度、离子流通量和电子密度均随靶电流的增大而增大;靶电流为0.5A时,在靶基距从4 cm增大至21 cm过程中,离子密度和离子流通量先增大后减小,均在9 cm处出现峰值;靶基距恒为12 cm时,随氢气流量的增大,离子密度和离子流通量均增大（除氢气流量为45 ml/min（标准状态）时有所下降）。上述各参数下电子温度的变化波动性较大,但电子能量均在15 eV,即高能电子所占比例极小。