双频容性耦合氩氧/氩氮混合气体等离子体特性研究

论文摘要

双频容性耦合等离子体（Dual-Frequence Capacitively Coupled Plasmas,DF-CCPs）可以对轰击到基片表面的离子通量以及能量分别进行控制。在刻蚀过程中既可以提高刻蚀的速率又可以避免器件的损坏,等离子体加工技术在超大规模电路的制造中起到了重要的作用,而等离子体刻蚀又是等离子体加工技术中比较重要的一项工艺。等离子体基本的参数有电子温度、电子密度等,这两个参数对于等离子体特性方面的研究具有重要的作用。DF-CCPs的实验探究中放电气体大多数是氩气,氧气和氮气含量对于氩-氧/氩-氮混合气体等离子体特性具有一定的意义。本文主要研究了氩-氧混合气体放电和氩-氮混合气体放电中电子温度以及电子密度随着高频源功率（HF功率）、低频源功率（LF功率）、气体压力等的变化情况。利用双频容性耦合等离子体装置获得了氩-氧混合气体等离子体以及氩-氮混合气体等离子体。高频源的频率在10-100 MHz范围内可调,低频源的频率固定在13.56 MHz。实验中将高频源频率设置为94.92 MHz。利用光谱仪采集等离子的光谱并分析了氩-氧混合气体等离子体和氩-氮混合气体等离子体的光谱性质。等离子体电子温度的诊断方法使用的是费米狄拉克模型,等离子体电子密度的诊断方法使用的是连续谱绝对强度法。氩-氧混合气体等离子体的电子温度随低频功率的增大而升高,随高频功率的增大而降低,随气体压强的升高而降低。在其他条件不变的情况下（高频功率、低频功率、气压）,随着氧气含量的增加电子温度呈现出升高的趋势。等离子体电子密度与高频功率之间存在正相关的关系,高频功率增大等离子体电子密度增大,随着气体压强的增大电子密度先增大后减小。随着氧气含量的增加,电子密度逐渐减小。氩-氮混合气体等离子体与氩-氧混合气体等离子体具有相似的性质。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 孟祥国

导师: 袁强华

关键词: 发射光谱法,电子温度,电子密度

来源: 西北师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 西北师范大学

基金: 国家自然科学基金(批准号 11665021)

分类号: O53

总页数: 53

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