基于均匀离子密度的容性耦合射频放电等离子体的实验诊断研究

作者：朱寒; 何湘^*; 王春旺; 陈秉岩; 陈建平; 陈玉东; 曾小军

来源：真空科学与技术学报, 2019, 39(09): 745-751.

DOI：10.13922/j.cnki.cjovst.2019.09.01

• 容性耦合等离子体
• 等效回路模型
• 电子密度
• 电子温度

容性耦合射频(CCRF)放电可用于制备大体积、均匀、低温非热平衡等离子体,已得到了国内外的广泛关注。针对CCRF放电过程中等离子体参量的诊断问题,本文提供了一种基于均匀离子密度的描述CCRF放电的等效回路模型(ECM),并根据等效阻抗原理引入能量平衡方程,对等离子体特征参量电子密度ne和电子温度Te进行了诊断,诊断结果与等离子体发射光谱诊断结果相一致。实验结果表明:在一般的CCRF放电过程中,放电电流与放电电压波形呈正弦曲线,高次谐波成分较少且总的谐波强度小于基波信号的11%,可以采用ECM描述等离子体放电状态。随着射频输入功率的增加,等离子体电子密度线性增加,但电子温度变化不明显,鞘层厚度逐渐减小,主等离子体区厚度增加;随着工作气体压强的升高,电子密度和电子温度均减小。对于较高的气压,放电在不同的输入功率下分为低功率下的α模式和高功率下的γ模式,这主要是极板表面的俄歇发射过程引起的。

• 单位
  河海大学