容性耦合等离子体腔室放电特性仿真研究

容性耦合等离子体射频放电广泛应用于IC制造中的薄膜沉积、刻蚀工艺中,等离子体中的电子密度和平均电子温度直接影响离化及激发反应速率,其在放电腔室中径向分布的均匀性严重影响刻蚀和薄膜沉积的均匀性。以某12寸腔体为研究对象,采用Comsol软件仿真研究了功率电极电压、腔室气压和极板间距对等离子体的电子密度和平均电子温度的影响规律。仿真研究发现:在研究的气压、电压、极板间距范围内,电子密度和平均电子温度随电压的增加而增加,其均匀性随电压的增加而变差;电子密度随气压的增加而增加,平均电子温度随气压的增加而降低,电子密度的均匀性随气压的增加而改善,电子温度的均匀性随气压的增加先变差再变好;电子密度随极板间距的增加而增加,平均电子温度随极板的增加而降低,电子密度和平均电子温度的均匀性随极板间距的增加而变好。研究结果对指导等离子体参与的IC工艺腔室结构设计及工艺控制具有重要意义。     

容性耦合射频（CCRF）放电等离子体特性实验研究

利用自行研制的传感器和测量装置，通过对放射频放电电压电流以及其相位角的测定，算出放电算的总阻抗，结合放电管的等效电路，对容性耦合射频（CCRF）激励激光放电特性进行研究，得出容性耦合射频激励激光器等离子体的伏安特性的曲线，以及等离子体电阻，容抗与气体压器，放电电流之间的实验曲线，在Godyak射频放电模型的基础上得出等离子体的电子密度，并同内置铜电极射频激励铜离子激光器阻抗特性进行了比较。     

磁控溅射等离子体阻抗影响因素研究

了解等离子体阻抗在磁控溅射放电过程中的变化规律,有利于调控电源和负载之间的阻抗匹配,达到最大化利用溅射功率,提高镀膜质量的目的。为了研究磁控溅射镀膜工艺过程中等离子体的阻抗特性的变化趋势,本文采用V-I probe测量等离子体阻抗大小、极板负偏压等参数,研究了气体流量和溅射功率对等离子体阻抗特性的影响。结果表明,在本文的实验条件下,等离子体始终呈现为容抗特性。当气体流量增大时,受氩气的电离率影响,等离子体阻抗实部R呈现先增大后减小的趋势,阻抗虚部X受到鞘层的影响呈现先减小后增大的趋势。当溅射功率增大时,等离子体阻抗实部R受欧姆加热的影响一直增大,阻抗虚部X受到负偏压和鞘层的影响逐渐减小。     

容性耦合射频(CCRF)放电等离子体特性实验研究

利用自行研制的传感器和测量装置 ,通过对射频放电电压电流以及其相位角的测定 ,算出放电管的总阻抗 ,结合放电管的等效电路 ,对容性耦合射频 (CCRF)激励激光器放电特性进行研究 ,得出容性耦合射频激励激光器等离子体的伏安特性的曲线 ,以及等离子体电阻、容抗与气体压强、放电电流之间的实验曲线 ,在Godyak射频放电模型的基础上得出等离子体的电子密度 ,并同内置铜电极射频激励铜离子激光器阻抗特性进行了比较。     

阻挡材料对射频容性耦合等离子体放电参量的影响

为进一步探索射频容性耦合等离子体放电影响因素,本文运用数值仿真技术,构建了容性耦合等离子体的一维发射装置,施加射频源,仿真气体设定为氦气,极板间距恒定75 mm,研究了插入阻挡材料厚度、介电常数对极板间周期平均电子密度、周期平均电子温度及周期平均电势的影响。仿真结果显示:插入阻挡材料的介电常数越大,气体间隙中间的周期平均电子密度最大值越大,高电子密度区域的周期平均电势最大值越小,阻挡材料附近的周期平均电子温度极大值越加,但气体中间极小值基本不变;周期平均电子密度最大值随阻挡材料厚度的增加先增后减,阻挡材料厚度具有最优值,且随着介电常数增大,最优值增加;周期平均电势最大值及阻挡材料与气体边界处的周期平均电势值虽都与阻挡材料厚度呈正比,但两者差值随阻挡材料厚度增加近似不变。所得结论对改进传统的射频容性耦合等离子体获取具有重要意义。     

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

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n_e和电子温度T_e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。     

电感耦合放电对双频容性耦合Ar-N_2等离子体物理特性的影响

电感耦合等离子体增强的容性耦合等离子体是一种新的等离子体源,采用这种放电方式可以获得高密度均匀的等离子体。本文主要利用朗缪尔单探针对以下几种放电方式的等离子体性质进行诊断:1双频(60,13.56 MHz)容性耦合等离子体;2电感(13.56 MHz)耦合等离子体;3电感(13.56 MHz)耦合增强的双频(60,13.56 MHz)容性耦合等离子体。通过研究电感耦合放电对容性耦合放电的影响,以及电感耦合功率、混合气体比例等宏观参量对等离子体特性的影响,获得材料处理的最佳条件。实验发现当气压是5Pa时:1双频容性耦合等离子体密度是1010 cm-3左右,极板边缘处等离子体密度较低,中心处较高。随着氩气比例增加,等离子体密度提高,电子温度降低。2电感耦合等离子体放电,随着氩气比例增加,等离子体密度增大。当氩气比例增加到70%,等离子体密度发生数量级改变,高于双频容性耦合等离子体。3电感耦合增强的双频容性耦合等离子体密度较高,当氩气比例是80%,容性电感耦合功率200 W时,组合放电等离子体密度最高,均匀性较好,电子温度升高,径向差别不大。通过实验得出,当氩气比例为80%,容性高低频功率分别为150和50 W,电感耦合功率是200 W时,双频(60,13.56 MHz)与电感(13.56 MHz)组合放电可以获得高密度均匀的等离子体。     

大气压双频容性耦合Ar/O_(2)等离子体特性研究北大核心CSCD

文章利用二维流体模型对双频调制大气压Ar/O_(2)放电特性进行了研究,着重讨论高低频电压、低频频率等不同匹配方式对等离子体参数的影响,并且通过对电子加热模式、电子密度、中性粒子密度、正离子能量以及正离子总通量等分析了大气压Ar/O_(2)放电双频调控机制。结果表明,低频源电压的改变使得电子加热模式由α模式转变为DA/α混合模式,且等离子体密度、正离子总通量及离子能量均随着低频电压的升高而增大,发生了解耦现象。与低频源电压不同,高频源电压和低频源频率对电子加热模式不产生影响。此外,高频源电压对等离子体密度及正离子总通量影响较大,对刻蚀工业中易对材料造成损伤的离子能量影响很小;而低频源频率对工业中影响影响较大的离子能量和离子总通量影响较大,对等离子体密度影响较小,实现了等离子体密度和离子能量的独立控制。     

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北大核心CSCD

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n_e和电子温度T_e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。     

CF4射频容性耦合等离子体对硅橡胶表面双疏改性的研究

利用CF4射频容性耦合等离子体对硅橡胶进行表面双疏改性,用XPS技术分析了处理后硅橡胶表面成分变化,并利用接触角测量研究了表面疏水疏油改性效果.结果表明,CF4射频容性耦合等离子体通过等离子体表面氟化和剥离或刻蚀的相互竞争作用在硅橡胶表面引入大量硅氟基团和少量碳氟基团,两者协同作用使硅橡胶的疏水疏油性能得到大幅提高.     

干法刻蚀中射频等离子体电特性的研究

射频功率为50～500W（1．56MHz）、气压为1．3～13．3Pa的氩和四氟化碳放电气氛中，测量了阻抗、直流自编压和峰－峰电压。测量结果表明，这种放电可以采用电容与电阻的串、并联来描述。同时研究了离子轰击两个电极的能量比率，指出过去被广泛假设的离子轰击能量的比率与电极面积比的四次方关系并不相符。     

静电探针测量射频感应耦合等离子体密度

本文介绍了一种可以测量射频感应耦合等离子体密度的静电探针方法，并给出了它的测量原理，实验方法和实验结果。实验结果表明：所测等离子体密度反映了等离子体的特性，并且诊断手段简单、易行，为等离子体诊断提供了一种很好的实验手段。     

关于EFT试验中容性耦合夹使用的注意事项

本文结合耦合原理对进行群脉冲(EFT)实验时使用容性耦合夹的注意事项进行分析讨论,并得出在使用耦合夹的EFT实验中,使用退耦钳的重要性,对EFT试验现行的标准IEC61000-4-4:2012[1]中的容性耦合夹使用条款给出改进建议。     

不同冷却剂对感性耦合等离子体性能的影响

感性耦合等离子体（ICP）源作为聚变中性束注入（NBI）加热系统的关键部件,其工作过程中会产生大量的热量,不仅会影响装置真空,还会导致等离子体阻抗发生变化,进而对射频功率馈入产生一定的影响,因此有必要对放电腔体进行冷却。设计了双层玻璃筒放电腔体以实现对放电腔体的主动冷却,并定量研究了不同冷却剂（去离子水、纯净水、氟化液等）情况下对ICP放电的影响。实验结果表明,在双层玻璃筒中间层主动通入冷却剂能够有效避免等离子体热负荷对放电腔体真空度的影响。采用氟化液作为冷却剂时,等离子体阻抗值最低,对等离子体电子密度提升最大,较采用去离子水和纯净水最大高出约15.3%和18%。通过比较冷却剂的体积电阻率和相对介电常数发现,冷却剂的相对介电常数与等离子体电子密度和等效阻抗的变化呈现出负相关性,即在放电腔体温度不变情况下,相对介电常数越低等效阻抗也越低,等离子体密度也越高。实验结果对于感性耦合等离子体放电腔体的设计及冷却剂的选择具有指导意义。     

干法刻蚀中射频等离子体电特性的研究

射频功率为５０－５００Ｗ（１３．５６ＭＨＺ），气压为１．３－１３．３Ｐａ的氩和四氟化碳放电气气氛中，测量了阻抗、直流自偏压和峰－峰电压。测量结果表明，这种放电可以采用容的电阻的串、并联来描述。同时研究了离子轰击两个电极的能量比率，指出过去被广泛假设的离子轰击能量的比率与电极面积比的四次方关系并不相符。     

电容耦合的抑制对感应耦合放电等离子体的影响

感应耦合等离子体(ICP)是微电子工业刻蚀高精度沟槽结构的首选高密度等离子体源.研究ICP的电特性与等离子体电学参量的变化显得非常重要.本文中,在平板型ICP源的感应线圈和介质窗口之间,使用了对称、均匀、呈辐射状的法拉第屏蔽板.结果表明,屏蔽板的使用不仅极大地降低了干扰等离子体参量测量的等离子体射频电位,而且也降低了线圈中的放电电流和等离子体中的轴向微分磁场信号强度,但Ar等离子体的发射光谱表明,法拉第屏蔽的采用对等离子体功率吸收的影响不大.对测量信号中出现的高次谐波行为也做了定性的讨论.     

适配器对电磁兼容射频传导耦合去耦网络阻抗测量的影响

耦合去耦网络被广泛用于电磁兼容射频传导抗扰度试验,阻抗是其校准的关键参数。为了测量耦合去耦网络的阻抗,适配器被用于连接矢量网络分析仪和耦合去耦网络的受试设备端。目前国内校准实验室普遍没有考虑到适配器对矢量网络分析仪自校准质量的影响,导致高频段阻抗模值测量结果偏差较大。因此,分别基于实验和理论计算原理,设计了同轴转换自校准法和电长度补偿计算修正法用于改善阻抗测量结果。数据表明,上述方法较好地减小了适配器的负面影响,对测量结果起到了改善作用。     

放电参量对射频容性耦合等离子体电子密度的影响

为了提高射频容性耦合等离子体电子密度,研究放电参量对其的影响。通过采用朗缪双探针法诊断分析了放电气压、气体组分、射频功率以及掺Hg等放电参量对圆柱形射频容性耦合等离子体放电装置的电子密度的影响。结果表明:随放电气压的增加,电子密度呈现出先增大后减小的变化,在30Pa-550Pa下,电子密度随气压的增大而增加,在550Pa-650Pa下,电子密度随气压的增大而减小;往Ar中通入一定体积分数的He,有增加等离子体电子密度的影响,且当He的体积分数为15%时,电子密度最大;等离子体电子密度随射频功率的增大而增加;向Ar中掺少量的Hg,有明显增加等离子体电子密度的效果。     

环形波导等离子体源阻抗特性的研究

采用微波三探针研究了环形波导等离子体源阻抗特性随运行参数的变化。分析了微波等离子体源的阻抗特性。该方法有助于微波等离子体特性的研究和实现快速阻抗调配。     

微波电子回旋共振等离子体的阻抗特性分析

基于微波电子回肇共振（ＥＣＲ）等离了体中的物理和化学性质变化会引起微波传输线阻抗的变化，采用微波三探针研究了ＥＣＲ等离子体的微波阻抗随装置运行参数的变化情况，并通过一个简单的放电等效电路将阻抗的变化和等离子体性质的变化联系起来。实验结果表明，通过对ＥＣＲ等离子体阻抗特性分析，可以在不对其产生干扰原情况下解其性质的变化。阻抗特性分析为ＥＣＲ等离了体的机理研究提供了一种新的诊断途径，有利于ＥＣＲ等离子