溅射沉积氢化非晶硅中辉光放电等离子体的Langmuir探针诊断

为揭示磁控溅射辉光放电等离子体参量对Si薄膜沉积过程的本质影响,采用Langmuir探针于不同的靶电流、靶基距和氢分压条件下对直流辉光放电等离子体进行了诊断,分析了直流辉光放电等离子体参量(离子密度、离子流通量、等离子体电势、电子密度、电子温度)的变化规律,并以此为依据探讨了其对Si靶溅射过程和溅射Si粒子输运过程的影...     

直流辉光和磁控增强放电等离子体的空间分辨发射光谱技术

光学发射光谱(OES)方法是等离子体诊断的有力工具之一,可以定量地给出等离子体的多种重要参数,如等离子体中的物种成分、粒子能态分布、激发温度、粒子相对密度等.本文介绍了一种用于电子回旋共振(ECR)微波等离子体磁控溅射靶附近的增强放电和直流辉光放电等离子体空间分辨诊断的发射光谱装置.其特点是光学收集系统的位置可以水平精细移动,因而可以对放电区域进行空间分辨发射光谱测量.作者利用这套装置对氩气的ECR微波等离子体和直流辉光放电等离子体进行诊断.在ECR微波等离子体的下游区内氩离子谱线的发射强度很弱,主要是高激发态原子的辐射.在磁共振增强放电区,离子谱线强度有所增加但仍比原子谱线弱,类似于直流辉光放电正柱区的光发射特性.     

无声放电等离子体的光谱诊断

无声放电是一种非平衡态的、非稳定的和不均匀的放电 ,它被称作等离子体也是从时间平均的角度来考虑的。对这种非稳定的等离子体一直缺少一种有效的诊断手段。通过理论分析和实验提出用探针 光谱诊断技术测量无声放电等离子体的电子温度。气体放电中的光发射谱线是与等离子体的电子温度有关的。在直流放电的条件下 ,电子温度可通过朗谬尔探针的方法获得。如果能在同一放电系统中比较无声放电与直流放电的光谱数据 ,而直流放电的电子温度已知 ,则可以从比较当中得出无声放电电子温度的信息。本文通过这一方法给出了一个实验无声放电系统的电子温度与气体压强的关系。     

气体放电等离子体及应用的研究进展

由于气体放电在材料处理、热核聚变、环境净化以及等离子体推力器等各个前沿科学领域中具有广泛的应用。为了推动气体放电及等离子体理论与应用技术的研究和发展,综述了近年来各种典型气体放电机理的发展。分析了直流辉光放电、介质阻挡放电、大气压辉光放电、电子回旋共振放电、容性耦合射频放电的国内外研究现状,最后介绍了气体放电等离子体的应用领域。     

石英板夹层中窄电极结构与材料对直流放电的影响

研究了一种石英板夹层窄电极放电装置的低气压直流放电过程,重点探讨了电极结构与电极材料对等离子体参数的影响,其中电极要求宽高为4mm,间距大于40mm。实验采用朗缪尔双探针法诊断,通过改变气压、放电功率等条件分析了电极结构对自制的直流等离子体放电装置的电子密度分布及电子温度的影响。结果表明:通过增加电极表面积,采取特殊的电极结构都可以有效地提高等离子体密度。实验中还发现,随着气压降低,正柱区逐渐缩小、等离子体密度沿电场方向变化趋于平缓,阳极的直流等离子体密度逐渐升高,这时等离子体空间分布均匀度提高,且在16Pa时取得最大值。     

细长石英管内直流放电等离子体研究

利用朗缪尔双探针等离子体诊断方法,研究了细长石英管内的低气压直流放电行为,探讨了细长管空间内的放电条件对等离子体参数的影响规律。结果表明:通过提高放电功率和增加阴极数目可以有效的提高等离子体密度,且当放电气压为100 Pa时,电子密度最大,本装置所测最大密度为1.03×10~(17)m~(-3);电子温度则随着放电功率和放电气压的增大而不断减小;放电距离越远,对击穿电压要求越高,分段式放电可以在较低的放电电压下,对较远的电极距离实现直流放电。     

He—Ar潘宁过程对表面波等离子体的影响

潘宁过程可以有效地降低直流、低频放电中的放电起始电压.关于射频放电,特别是表面波等离子体中的潘宁过程的研究,目前还很少有报道.本文介绍了一种由Ro-box装置激发的SWP源,通过实验方式研究了此装置产生的表面波等离子体柱中的He-Ar潘宁过程对其物理性质的影响.结果表明,合适配比的潘宁气体对于表面波等离子体柱特性有很大影响,它可以有效地降低放电起始功率和放电维持功率,延长等离子体柱长度,提高等离子体密度等;在此过程中电子温度略降低.本研究为在表面波等离子体应用中获取合适的等离子体参量提供了新的途径.     

等离子体化学气相沉积TiN

试验证明，利用非热平衡态的直流等离子体，可使ＴｉＮ的化学气相沉积温度由普通ＣＶＤ的１０００℃左右降到５００℃左右，膜的硬度达２０００ｋｇ／ｍｍ２（维氏）以上。研究了气压、气体配比及放电参数对膜沉积速度、硬度及结构的影响。     

高压脉冲电晕放电氮等离子体的分子束质谱诊断研究

克服强电磁场干扰，以具有三级差分抽气系统的分子束质谱为手段，对线板式高压脉冲电晕放电Ｎ２等离子体阴极板区的正离子成分进行了首次诊断研究。发现在各种实验条件下，Ｎ＾＋离子流强度均显大于Ｎ２＾＋；Ｎ＾＋及Ｎ２＾＋离子流强度随放电电压、放电频率升高而增大，随放电室气压变化则存在一极值。对Ｎ２等离子体中所包含的主要基元物理－化学过程进行了讨论。     

HT—7超导托卡马克第一壁He辉光硼化实验研究

为了降低聚变等离子体杂质的含量,改善等离子体性能,对HT-7进行了射频辅助的氦气直流辉光放电硼化.硼化后,等离子体参数提高,等离子体行为明显改善.由此证实了硼化为HT-7稳态运行提供了良好的壁条件.     

射频等离子体放电的宏观参数与PET表面改性的关系

通过射频等离子体放电，采用Ｏ２，ＣＦ４及ＣＨ４／ＣＦ４混合气体等离子体对ＰＥＴ表面进行处理。改变射频等离子体放电的宏观参数，如放电时间，放电功率，电极间距离和复合参数，详细地研究了这些参数对ＰＥＴ表面改性的影响。结果表明：碳氟混合气体等离子体在ＰＥＴ表面的沉积速率为正值，在ＰＥＴ表面形成了聚合物，而Ｏ２和纯ＣＦ４气体的沉积速率为负值，两者在ＰＥＴ表面产生刻蚀效应。     

基于FLUENT软件直流电弧等离子体喷射法等离子体放电特征二维数值模拟

直流电弧等离子体喷射法制备金刚石膜的过程中氩气主要起维持电弧放电作用,在一定程度上保证电弧放电的稳定性。本文利用自定义标量和自定义函数技术对FLUENT软件进行二次开发,在动量和能量守恒方程中添加相应电磁源项。对纯氩直流电弧等离子放电特征进行二维数值模拟,并经过实验验证后最终得到等离子体放电区域的温度、焦耳热、电流密度和速度等分布。模拟结果表明气压为1000 Pa工作电流为100 A条件下:氩等离子体最高温度和最大速度达到11000K和340 m/s,且均出现在阴极尖端位置附近;较强的外侧气流使阳极斑点稳定维持在阳极内侧下边缘位置,其附近等离子体温度在9000 K左右;基体表面附近等离子体温度受到焦耳热分布和阴极高温射流共同作用,维持在3000~4000 K。     

电子回旋共振波等离子体及其应用

电子回旋共振波等离子体是依靠特殊的电磁波与电学各向异性材料相互作用来实现的,它被证明是一种适用于改进传统真空镀膜工艺的高效技术。与传统辉光等离子体放电系统相比,电子回旋共振波系统的特点是产生高离子电流密度、能量分布集中的等离子体,能够实现半导体薄膜的低压高速沉积,具有离化率高、放电反应室内无电极、适合大面积薄膜沉积等优点。在实际实验及应用中常使用双电源驱动等离子体放电系统,利用电子回旋共振波原理进行等离子体放电,而使用另一个独立的射频(或者直流)电源系统来驱动等离子体束流的引出,在等离子体放电过程中可实现独立、精确控制离子电流密度和离子能量等参数,在半导体薄膜沉积、精密刻蚀、等离子体源等领域有着重要的应用。本文主要介绍了电子回旋共振波等离子体原理、特点,并结合实验与诊断方法朗缪尔探针等技术来展示其研究应用进展。     

一种低温等离子体清洗机的研制

本文介绍了干法清洗中发展较快、优势明显的等离子体清洗的机理、类型、工艺特点等。并根据在低气压下由直流辉光放电产生等离子体的方法,研制了一种适用于PCB微切片清洗的等离子体清洗机,同时对该等离子体清洗机的真空系统、高压电源、控制过程的设计作出了详细的说明。     

等离子体化学气相沉积金刚石膜过程中光发射谱和朗谬尔探针原位诊断

报道了利用光发射谱(OES)和朗谬尔探针对热阴极直流放电等离子体化学气相沉积金刚石薄膜的等离子体条件进行原位研究的部分结果,研究了几种过程参数变化中等离子体状态,并与金刚石膜的沉积相联系。当CH     

平面直流磁控溅射放电等离子体模拟研究进展

放电等离子模拟是平面直流磁控溅射装置系统仿真的一个重要的子过程。本文根据模型的种类，求解问题的维数以及自洽性对磁控放电等离子体模拟方法进行了分类，并通过介绍不同种类的仿真模型，诸如动力学模型，流体模型，粒子模型，混合模型以及简化模型，根据平面直流磁控溅射放电的特殊性，对这些模型在该装置等离子模拟中的适用性进行了分析。兼顾问题求解的速度和质量，本文认为二维自洽粒子模拟与三维非自洽粒子模拟是目前需要重点研究的两种方法。最后作者对磁控放电等离子体模拟的进一步发展进行了展望。     

纵向磁场对直流真空电弧等离子体发展进程的影响研究

从微观角度出发,数值模拟直流真空电弧燃弧初期电弧的发展进程,研究纵向磁场对电弧等离子体参数输运特性的影响。建立电弧等离子体流体-化学混合模型,仿真研究纵向磁场作用下的电弧运动特性。数值模拟电弧等离子体中粒子输运特性,以得到电弧等离子体参数随磁场变化规律。仿真结果表明:纵向磁场分布对直流真空电弧放电初期粒子的数密度与温度等参数的作用,直接影响电弧的发生与发展。研究并分析了直流真空电弧燃弧初期的过程。     

HT-6M装置中频放电清洗实验研究

本文介绍一种用400Hz中频放电清洗HT-6MTokamak装置真空器壁的实验研究。系统经过800min断续中频放电,P_(18)、P_(28)降低两个量级,器壁表面C和O的含量分别降低到26%和5.8%。实验对400Hz中频放电清洗和直流辉光放电清洗效果进行了比较,结果表明400Hz放电对于表面H_2O的清洗效率优先于直流辉光放电清洗。实验中亦探讨了器壁条件的改善对等离子体参数的影响。     

100Pa下800mm棒-板间隙放电等离子体外部特征研究

为研究低气压下长间隙放电等离子体通道外部特征,利用试验平台对100 Pa下800 mm棒-板间隙交、直流放电进行观测,并对放电通道发展过程及其外部特征进行研究。研究结果表明:50 Hz交流和正极性直流电压下等离子体通道发展过程及通道外形差异显著,交流电压下等离子体通道自棒、板电极双向发展并双向消散,击穿后通道呈纺锤形且存在明暗条纹;正极性直流电压下等离子体通道自棒电极向板电极单向发展并向棒电极单向消散,击穿后通道呈亮度均匀的圆柱形。研究结果为低气压下长间隙放电特性研究提供参考。     

HT—7超导托卡马克泰勒放电清洗实验研究

介绍了简单有效的泰勒放电清洗（ＴＤＣ）兼真空室感应加热烘烤的清洗系统。该系统在累计运行９１．５ｈ后，使Ｈ２Ｏ含量从６６％降低到６．７％，ＣＯ含量从３０％降低到１３％，从而使等离子体的平均有铲电荷数降低到２左右，获得了安全因子Ｑ放电的等离子体电注。