27.12MHz容性耦合脉冲Ar/O2等离子体的探针诊断研究

发布时间：2024-04-23 03:48

　　低温等离子体由于其较宽的电子温度和较高的化学活性等在集成电路、太阳能电池、光学器件等领域具有广泛的应用前景,其中,容性耦合等离子体由于其易产生大面积、高密度、均匀的等离子体而成为工业应用的选择之一。半导体工艺中器件纳米线宽尺度刻蚀要求低温等离子体具备更低的刻蚀损伤和更高的刻蚀精度,因而等离子体不仅需要离子通量和离子能量的独立控制,同时也需要更小离子轰击损伤和更低的电荷积累,脉冲调制的容性耦合等离子体正逐渐进入人们的研究视线。相较于连续波调制的容性耦合等离子体而言,工作在脉冲模式下的等离子体不仅在控制放电参数方面具有更高的灵活性,而且可有效降低器件加工过程中由于电荷积累引起的介质损伤,显著提高等离子体的刻蚀质量。脉冲调制过程中驱动频率的周期性变化也意味着等离子体特性呈现出强烈的时变特性,从而影响着等离子体的物理与化学特性。基于此,本论文利用朗缪尔探针、发射探针和激光光致解吸技术着重对脉冲模式下的等离子体物理特性进行研究,尤其是针对电负性气体氧气是如何影响脉冲等离子体放电的物理过程方面的研究。一方面,采用朗缪尔探针结合激光光致解吸的诊断方法对27.12MHz激发的容性耦合Ar/O2等离子体...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 序言
    1.1 等离子体概述
    1.2 研究背景
        1.2.1 射频等离子体简介
        1.2.2 脉冲调制的射频等离子体简介
    1.3 针对射频及脉冲调制的射频等离子体的研究进展
        1.3.1 低气压射频容性耦合等离子体诊断进展及研究意义
        1.3.2 脉冲射频等离子体诊断进展及研究意义
    1.4 本文的主要内容
第二章 27.12 MHz激发的容性耦合等离子体(CCP)装置及诊断技术
    2.1 连续波激发的容性耦合等离子体装置及朗缪尔探针诊断技术
        2.1.1 连续波激发的容性耦合等离子体装置
        2.1.2 朗缪尔探针诊断方法
    2.2 朗缪尔探针辅助的激光光致解吸诊断技术(LIPD)
第三章 连续波激发的27. 12MHz容性耦合等离子体诊断结果与讨论
    3.1 氧气的引入对氩气等离子体中心位置处EEPF的影响
    3.2 氧气的引入对氩气等离子体中心位置处空间电位、电子密度、电子温度的影响
    3.3 氧含量对Ar/02等离子体中心位置处电负度、负离子密度及正离子密度的影响
第四章 脉冲调制的容性耦合等离子体发生装置及发射探针诊断技术
    4.1 脉冲调制的射频等离子体发生装置
    4.2 悬浮点法的发射探针诊断技术
    4.3 发射探针诊断时的射频干扰问题
第五章 脉冲射频容性耦合氩等离子体的发射探针诊断结果与讨论
    5.1 500Hz调制时等离子体电位及电子温度的时变特性
        5.1.1 放电功率对脉冲等离子体时变特性的影响
        5.1.2 放电气压对脉冲等离子体时变特性的影响
        5.1.3 含氧量对脉冲等离子体时变特性的影响
        5.1.4 调制占空比对脉冲等离子体时变特性的影响
    5.2 100Hz调制时等离子体电位及电子温度的时变特性
        5.2.1 放电功率对脉冲等离子体时变特性的影响
        5.2.2 放电气压对脉冲等离子体时变特性的影响
        5.2.3 含氧量对脉冲等离子体时变特性的影响
        5.2.4 调制占空比对脉冲等离子体时变特性的影响
    5.3 1KHz调制时等离子体电位及电子温度的时变特性
        5.3.1 放电功率对脉冲等离子体时变特性的影响
        5.3.2 放电气压对脉冲等离子体时变特性的影响
        5.3.3 含氧量对脉冲等离子体时变特性的影响
        5.3.4 调制占空比对脉冲等离子体时变特性的影响
第六章 总结
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢



本文编号：3962573