【摘 要】
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螺旋波等离子体源作为逐渐发展起来的低气压、高密度的新等离子体源,在超大规模集成电路工艺、微机电系统加工、新型薄膜材料及纳米材料制备、材料表面改性以及气体离子激光
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螺旋波等离子体源作为逐渐发展起来的低气压、高密度的新等离子体源,在超大规模集成电路工艺、微机电系统加工、新型薄膜材料及纳米材料制备、材料表面改性以及气体离子激光器方面具有广泛的应用前景。本文进行了相关研究,主要工作分为两部分:一部分是螺旋波等离子体化学气相沉积工艺系统及其诊断装置的建立,包括静电探针理论设计与发射光谱诊断;另一部分是利用上述装置产生螺旋波激发氢等离子体,通过发射光谱诊断了氢等离子体状态,并研究了其随外部参数条件的变化。 本文第一章简要介绍了等离子体应用、几种等离子体源及等离子体诊断方法。第二章则介绍了螺旋波等离子体的产生机理与实验装置。第三章则详细叙述了本实验中的两种诊断方法及其装置:(1),本实验参考了Godyak和Chen提出的射频补偿探针理论,结合本实验中的螺旋波等离子体的特性设计了射频补偿探针、相关实验电路和数据获取系统;(2),本实验中用透镜成像系统进行了空间分辨发射光谱的测量,首先利用单透镜成像系统将等离子体的光辐射成像于单色仪狭缝上,滤波后通过光电倍增管进行信号放大,然后用微电流放大器对信号再放大并将电流信号转换为电压信号,最后用数据采集卡采集数据,通过调试、调用数据采集卡的D/O与A/D口,实现了单色仪分光与数据采集的同步,得到了比较好的光谱数据。第四章利用上述系统产生螺旋波激发氢等离子体,并对氢等离子体状态及其随外部参数条件的变化进行诊断:①,通过研究等离子体中的氢Balmer线系,分析了激发态氢原子随实验参数的变化及其原因;②,通过研究氢Fulcher带系,用日冕模型分析了氢的激发态振动温度和激发态振动分布,并分析了基态振动温度与氢Fulcher带峰值强度比的关
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