射頻感性耦合等離子體中容性耦合對(duì)放電模式和基片調(diào)諧自偏壓的影響.pdf

1、在實(shí)際的射頻感性耦合放電中總是寄生著射頻容性耦合。射頻容性耦合產(chǎn)生的結(jié)果之一是射頻感性等離子體源具有感性耦合放電模式(H mode)、容性耦合放電模式(Emode)。在過(guò)去關(guān)于放電模式轉(zhuǎn)化特性的實(shí)驗(yàn)研究中，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)影響方面的工作很少，僅有G．Cunge[G．Cunge，B．Crowley，D．Vender and M．M．Turner，Plasma SourcesSci．)Technol．8，576(1999)]研究了兩種不同匹配下

2、的E-H模式轉(zhuǎn)化，但沒(méi)有給出對(duì)應(yīng)的機(jī)理分析、解釋，尚需深入系統(tǒng)的定量研究，并揭示其中物理機(jī)理。裝置導(dǎo)電地是容性耦合的必經(jīng)路徑，但裝置地面積對(duì)放電模式及轉(zhuǎn)化特性的影響未見(jiàn)報(bào)道。 本論文利用z．Scan測(cè)量系統(tǒng)以及電流、電壓探頭，通過(guò)測(cè)量等離子體吸收功率、天線電流、電壓、等離子體懸浮電位等多種參數(shù)，研究了匹配網(wǎng)絡(luò)、天線耦合強(qiáng)度、導(dǎo)電地面積、氣壓等多種因素對(duì)E、H放電模式特性及模式轉(zhuǎn)化行為的影響。基于11型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)中串聯(lián)電容對(duì)射頻

3、電源輸出功率的影響，提出了E-H放電模式轉(zhuǎn)化的正負(fù)反饋區(qū)概念。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)入x子體放電處于正反饋區(qū)時(shí)，在相同的其它條件下，易于產(chǎn)生跳變型模式轉(zhuǎn)化，模式跳變的臨界天線電流、回滯寬度、跳變臨界功率、跳變功率差等參數(shù)均隨阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)產(chǎn)生明顯變化；在負(fù)反饋區(qū)內(nèi)，模式轉(zhuǎn)化過(guò)程趨于連續(xù)。由于阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的影響，由E模式向H模式的跳變電流并不是總大于由H模式到E模式的跳變電流。在E、H模式轉(zhuǎn)化過(guò)程中，還研究了源于射頻電源的受迫振蕩的非線性演化行為。