ECR微波等离子体氮化铁基材料的参数研究

以纯铁和３８ＣｒＭｏＡｌ为例给出了用电子回旋共振微波等离子体氮化的实验结果，并给出了气体成分及配比，时间，温度，偏压等工艺参数对氮化结果的影响，指出在０．１Ｐａ的工作气压下，采用Ｎ２－Ｈ２混合气体，样品温度接近５００℃微波功率在２００－２５０Ｗ，可在样品表面形成氮化层，使样品表面硬度显提高。改变Ｎ２和Ｈ２比例将改变样品氮化层中ε相和γ′相的比例，样品施加合适的负偏压有利于氮化。     

ECR微波等离子体特性的实验研究

着重介绍采用一段真空波导耦合的ＥＣＲ微波等离子体装置，以及在ＣＨ４－Ｈ２沸合气体放电情况下，诊断了内部等离子体参数，给出了等离子体密度，电子温度，基板鞘附近的空间电位以及在类金刚石膜合成条件下等离子体中的基团情况，同时研究了它们与工艺参数之间的关系。     

ECR等离子体对硅表面的低温大面积氮化

利用电子回旋共振微波放电氮等离子体对单晶硅表面进行了低温大面积氮化的探索 ,通过样品表征和等离子体成分探测 ,分析讨论了氮化机理。结果表明 ,这种方法可以用于硅表面的低温氮化处理 ,获得大面积的均匀氮化硅表层。     

ECR微波等离子体特性的实验研究

着重介绍采用一段真空波导耦合的ECR微波等离子体装置，以及在CH4－H2混合气体放电情况下，诊断了内部等离子体参数，给出了等离子体密度、电子温度、基板鞘附近的空间电位以及在类金刚石膜合成条件下等离子体中的基团情况，同时研究了它们与工艺参数之间的关系。     

微波ECR等离子体刻蚀系统

研制成功了一台微波电子回旋共振等离子体刻蚀系统。该系统采用微波通过同轴开口电介质空腔产生表面波 ,由Nd Fe B永磁磁钢形成高强磁场 ,通过共振磁场区域内的电子回旋共振效应产生大面积、均匀、高密度等离子体。利用该系统实现了SiO2 、SiN、SiC、Si等材料的微细图形刻蚀 ,刻蚀速度分别为 2 0 0nm/min ,5 0 0nm/min ,4 0 0nm/min ,70 0nm/min ,加工硅圆片Φ2 0 0mm ,线条宽度 <0 3μm ,选择性 (SiO2 、Si) >2 0 ,剖面控制 >83° ,均匀性 95 % ,等离子体密度 2 0× 10 11cm-3 。电离度大(>10 % ) ,工作气压低 (1Pa～ 10 -3 Pa) ,均匀性好 ,工艺设备简单 ,参数易于控制等优点。     

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     

用于电离层环境模拟器的ECR等离子体源

为了经济地考验空间电离层等离子体对处于其中的飞行器表面的作用,需要在地面建立等离子体环境模拟器。本文就是为空间电离层环境模拟器研制的扩散型极低气压、低电子温度和极低密度的紧凑型电子回旋共振等离子体源的研制。结果显示在等离子体源下游50cm处,在10-2～10-3Pa范围内获得了电子温度低于5eV,密度在104～106cm-3范围内的较为均匀的等离子体束流,基本满足了空间环境模拟实验的需要。     

微波ECR等离子体源离子注入法制备DLC薄膜

用微波ECR等离子体源离子注入(PSⅡ)法，在硅片(100)上制备了类金刚石(DLC)薄膜，工作气体采用CH4气体，研究了不同的气体流量对薄膜的影响。对制备的DLC薄膜，用拉曼光谱、FT-IR光谱、AFM以及纳米压痕等手段对化学成分、化学键结构、表面形貌以及硬度等进行了表征。     

微波电子回旋共振等离子体的阻抗特性分析

基于微波电子回旋共振（ECR）等离子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等离子体进行阻抗特性分析，可以在不对其产生干扰的情况下了解其性质的变化。阻抗特性分析为ECR等离子体的机理研究提供了一种新的诊断途径，有利于ECR等离子体工艺的推广和应用。     

Control of the electron temperature by varying the resonance zone width in ECR plasma

The electron temperature (T_e) in an electron cyclotron resonance plasma is clarified to depend on the spatial profiles of the microwave-power absorption by both the electromagnetic-waves measurement and the simulation of microwave power absorption. It is found that T_e is controlled by varying the magnetic field configuration and/or the microwave frequency since the power absorption profile is influenced by the effective resonance width. In fact, T_e is observed to decrease with decreasing the magnetic field gradient at the resonance point for N₂, Ar and O₂/Ar plasma.     

离子氮化技术的研究进展

离子氮化具有工件变形小、渗速快、节能环保等优点,能有效提高金属零部件的表面硬度、耐磨损和耐腐蚀等性能。然而受气体放电特性和电场效应的影响,工件形状对表面温度的均匀性影响很大,出现表面打弧、边缘效应和空心阴极效应等问题。为了克服传统直流离子渗氮的缺点,近年来出现了一些射频离子氮化、等离子体浸没离子注入、活性屏渗氮以及空心阴极氮化等新技术。     

非对称轴向二极场下等离子体特性的研究

对非对称轴向二极场下等离子体的特性进行了分析，在这种微波从弱场向强场入射的情况下，可以形成高密度等离子体，其原因为：在低气压下，L波经过ω＝ωpe（电子等离子体频率）层时，转变为R波，然后在电子回旋共振（ECR）区被共振吸收；在高气压下，微波窗口附近的碰撞吸收和ECR区的共振吸收并存的结果。这对于进一步发展永磁微波ECR等离子体薄膜沉积技术以及探讨在微波ECR等离子体环境下的成膜机理是有利的。     

等离子体源离子渗氮合成硼碳氮薄膜的研究

采用等离子体源离子渗氮,即低能,超大剂量氮离子注入－同步热扩散技术,在３００－５００℃处理碳化硼薄膜,合成了硼碳酸三元薄膜。俄歇电子能谱和漫反射富氏变换红外光谱分析表明,合成的硼碳氮薄膜是碳硼比固定,氮含量可控的非晶态薄膜。     

应用于超大规模集成电路工艺的高密度等离子体源研究进展

本文简要地介绍了等离子体的产生方式以及传统的射频电容耦合等离子体源。对电子回旋共振等离子体(ECR) ,感应耦合等离子体 (ICP) ,螺旋波等离子体 (HWP)等几种新型的高密度等离子体源[1] 的工作原理及结构重点作了分析讨论 ,并从运行参数上对其进行了比较。最后对高密度等离子体工艺加工中的等离子体约束以及器件损伤问题的最新研究进展进行了介绍     

Microstructure and Tribological Properties of Plasma Nitriding Cast CoCrMo Alloy

A medical cast CoCrMo alloy was coated by plasma nitriding process to enhance the wear resistance.The microstructures,phases and micro-hardness of nitrided layers were investigated by atomic force microscopy(AFM),scanning electron microscopy(SEM),X-ray diffraction(XRD) and micro-hardness.Tribological properties were investigated on a pin-on-disc wear tester under 25% bovine serum solutions.The experimental results showed that plasma nitriding was a promising process to produce thick,hard and wear resistant layers on the surface of CoCrMo alloy.The harder CrN and Cr2N phases formed on the plasma nitrided layer with the compact nano-crystalline structure.Compared with the untreated sample,all nitrided samples showed the lower wear rates and higher wear resistance at different applied loads and nitriding temperatures.It was concluded that the improvement of wear resistance could be ascribed to the formation of thicker and harder nitrided layers with the specific microstructures on nitrided surfaces.     

常压等离子体渗氮主要工艺参数分析

利用介质阻挡放电，进行了常压非平衡等离子体渗氮，着重讨论了有关工艺参数的影响情况。正交试验结果表明，合理选择放电电压、放电间距和渗氮温度是获得良好渗氮层的关键。在本工艺条件下，适当减小放电间隙，增大电场强度，可以明显提高渗层的硬度和深度。