【摘要】：容性耦合等離子體(CCP)源具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能夠產(chǎn)生大面積的等離子體等優(yōu)勢(shì),被廣泛應(yīng)用于材料處理工藝,比如半導(dǎo)體制造業(yè)和平板顯示器工業(yè)中的等離子體刻蝕以及等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝。由于等離子體中高能電子的激發(fā)動(dòng)力學(xué)行為對(duì)等離子體中各種復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)速率和活性基團(tuán)的濃度有很大的影響,所以研究等離子體中高能電子的動(dòng)力學(xué)行為具有重要的實(shí)際意義與理論參考價(jià)值。隨著半導(dǎo)體和微電子工藝的發(fā)展,刻蝕槽內(nèi)的充電效應(yīng)以及等離子體對(duì)晶圓造成的損傷在所難免,因此人們?cè)陔p頻容性放電的基礎(chǔ)上提出了脈沖調(diào)制等離子體來(lái)緩解刻蝕槽內(nèi)電荷積累效應(yīng)以及減小對(duì)晶圓的損傷。本文采用相分辨發(fā)射光譜法研究了脈沖調(diào)制射頻容性耦合Ar以及Ar/CF_4混合氣體放電中高能電子的激發(fā)動(dòng)力學(xué)行為。實(shí)驗(yàn)中研究了放電功率、工作氣壓和脈沖占空比對(duì)高能電子激發(fā)動(dòng)力學(xué)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在Ar氣脈沖放電中,隨著放電功率或者氣壓的增加,在脈沖開(kāi)啟階段,等離子體進(jìn)入穩(wěn)態(tài)的時(shí)間縮短,并且在脈沖初期等離子體中的電子激發(fā)速率比較高。在較高的氣壓或者射頻功率下,離子轟擊驅(qū)動(dòng)電極表面會(huì)誘導(dǎo)二次電子發(fā)射,從而引起激發(fā)。我們發(fā)現(xiàn)在電正性氣體Ar氣脈沖放電初期,由于等離子體密度較低,電場(chǎng)可以滲透到放電中心區(qū)域,產(chǎn)生體區(qū)加熱模式。隨著放電的持續(xù),電子密度不斷增加,體區(qū)電場(chǎng)不斷減弱,體區(qū)加熱模式會(huì)逐漸向鞘層加熱模式過(guò)渡。在Ar/CF_4混合氣體放電中,由于電負(fù)性氣體CF_4的摻入,等離子體中F~-離子含量增加,電子密度降低。為了維持一定的電流流經(jīng)放電區(qū)域,體區(qū)的遷移電場(chǎng)不斷增大,電子在增強(qiáng)的體區(qū)電場(chǎng)的作用下獲得較高的能量,導(dǎo)致體區(qū)的電子激發(fā)速率不斷增大。不同于氬氣放電,在脈沖放電的不同階段,CF_4等離子體一般運(yùn)行于體區(qū)加熱模式。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：O53

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