12625.診斷絕緣薄膜沉積環(huán)境等離子體的諧波探針方法研究

1、碩士學(xué)位論文診斷絕緣薄膜沉積環(huán)境等離子體的諧波探針方法研究Studyofharmonicprobeforplasmadiagnosisininsulativefilmsl●●deposition學(xué)號：21302013完成日期：窒Q!魚生互旦大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要低溫等離子體被廣泛應(yīng)用于薄膜沉積技術(shù)，沉積結(jié)果往往與沉積過程中等離子體狀態(tài)密切相關(guān)，而監(jiān)測等離子體狀態(tài)的

2、關(guān)鍵在于對等離子體的診斷。Langmuir探針，結(jié)構(gòu)簡單、易操作，被普遍用于診斷電子溫度re、等離子體密度(電子密度吃、離子密度甩，)等表征等離子體狀態(tài)的參量，但其在沉積絕緣薄膜的等離子體環(huán)境中會因表面沉積薄膜而絕緣導(dǎo)致無法正常工作。為此，有研究者提出利用探針鞘層的非線性特性，給探針施加一交流偏壓信號，通過測量流經(jīng)探針電流的諧波成分計(jì)算獲得等離子體的電子溫度和密度的諧波探針方法。然而，現(xiàn)有文獻(xiàn)中尚未對此方法的偏壓信號幅度K及頻率廠的選取

3、進(jìn)行系統(tǒng)的研究。在本文中，我們探索了Vo和廠對探針診斷結(jié)果的影響，結(jié)果顯示在1～10kHz范圍內(nèi)，乃及刀，隨廠的改變變化不大，二者隨Vo的改變卻變化顯著。re的這種變化行為可能因?yàn)樵贙較小時，探針收集的離子電流受％的影響不可忽略；而對于n，的變化行為，可能與探針鞘層擴(kuò)展機(jī)制有關(guān)。將結(jié)果與傳統(tǒng)的Langmuir單探針的作對比，發(fā)現(xiàn)位于Z環(huán)相對穩(wěn)定的區(qū)域(約％～2疋／e處)的t以及將胛iVo關(guān)系曲線外延至虼=0處的刀。與單探針結(jié)果吻合的良好

4、?；诖?，將上述結(jié)果作為改進(jìn)的諧波探針方法準(zhǔn)確診斷等離子體參量的標(biāo)準(zhǔn)值，并將此改進(jìn)的方法進(jìn)一步用于兩種絕緣薄膜沉積環(huán)境中的等離子體診斷，即微波ECR等離子體增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積(PECVD)制備類金剛石(DLC)薄膜，以及微波ECR等離子體輔助的射頻(IU)磁控濺射制備SiN。薄膜，并獲得了DLC薄膜沉積率和等離子體參量的關(guān)系。最后，我們對諧波探針系統(tǒng)進(jìn)行了儀器化設(shè)計(jì)，在原來的基礎(chǔ)上修改了軟件程序，使得改進(jìn)的諧波探針方法的結(jié)果能在實(shí)驗(yàn)診斷