微波ECR等离子体辅助反应蒸发沉积ITO膜

发展了一种新型的微波电子回旋共振等离子体（ＥＣＲ）辅助反应蒸发沉积薄膜的方法，并且使用它成功地在低气压（１０￣（－２）Ｐａ）、低温基片（３０～１００℃）上，不作后处理，直接制备出了附着力强，透光率高于８５％，方阻低于１００Ω／□的ＩＴＯ膜。

ECR等离子体对单晶硅的低温大面积表面处理

利用电子回旋共振 ( ECR)微波放电等离子体对单晶硅表面进行了低温大面积氮化和氧化处理的探索 ,在低于 80℃的温度下得到了均匀的厚度约为 7nm氮化硅和二氧化硅薄层 .结合等离子体光学诊断和成分探测 ,分析讨论了 ECR等离子处理机理 .结果表明 ,利用这种方法可以在低温条件下在硅表面获得均匀的大面积氮化硅和二氧化硅表层 .

ECR等离子体刻蚀对玻璃光学和润湿性能的影响(邀请论文)

为了提高太阳能电池盖板玻璃的透过率和自清洁性能,采用电子回旋共振(ECR)等离子体刻蚀与金属颗粒掩膜结合的方法刻蚀硼硅酸盐玻璃,采用扫描电镜(SEM)对刻蚀后玻璃表面形貌进行了观察,采用分光光度计测量了刻蚀前后玻璃透过率变化,并用接触角仪测定了刻蚀前后玻璃表面润湿性变化.结果表明:经过ECR等离子体刻蚀后,在玻璃表面形成多山峰状纳米结构,平均尺寸约在80~140 nm,并有效提高了玻璃的可见光透过率,尤其是在有偏压刻蚀后透过率由原来91%提高到94.4%,同时,玻璃表面亲水性增强,接触角θ_c由原来的47.2°变为7.4°,自清洁性能得到提高.

磁场位形对微波ECR等离子体电子参数的影响

测量了两种磁场位形中微波ECR等离子体的电子参数,研究了磁场位形对电子参数空间分布的影响,结果表明:发散场中电子温度在轴心和腔体边缘较大,在过渡的中间区域较小,而磁镜场中电子温度随径向半径R的增大单调减小;电子密度在两种磁场位形中随径向和轴向距离的增大均呈单调下降的趋势,磁镜场中的下降幅度大于发散场;在共振面附近,发散场中气压对电子温度的影响比在磁镜场中大,而气压对电子密度的影响在两种磁场位形中基本相似.

磁镜装置中ECR等离子体硬X射线强度观测

本文描述用硬X射线针孔成象法测量简单磁镜装置中ECR等离子体辐射特性的方法及其结果。这种非破坏性的成象法,直接显示了热电子等离子体的空间分布,一次放电可成一帧清晰的象,且由此可得出二维的等发射强度线。大量结果表明电子环是非轴对称的,并非为一个整环,而是在微波注入口的对面有一个缺口。当微波功率改变时,环也在改变。

ECR等离子体刻蚀CVD金刚石膜的研究

在自主设计的具有非对称磁镜场位形的ECR等离子体装置上进行CVD金刚石膜的刻蚀实验,研究了基片温度、工作气压和磁场位形三个工艺参数对刻蚀效果的影响。实验结果表明:通过此方法刻蚀的CVD金刚石膜,其晶粒顶端被优先刻蚀,表面粗糙度降低。实际数据显示,刻蚀温度为20℃和150℃时,后者的刻蚀效果更好;工作气压为2×10-3Pa和3×10-2Pa时,前者的刻蚀效果更好;磁场强度为0.2T和0.15 T时,前者的刻蚀效果更强。

微波ECR等离子体装置的性能研究

低轨道航天器的空间等离子体环境主要为低温、低密度、等离子体。文章详细叙述了等离子体对航天器的影响及其两个ECR微波等离子体校准装置的组成结构,并使用标准Langmuir探针对等离子体的参数进行实验测量和分析,得到了电子密度、电子温度、空间电位和悬浮电位等参数,满足了电子密度106～108个/cm3,电子温度1～10 eV等低轨道航天器的空间等离子体参数要求。

微波ECR等离子体辅助磁控溅射沉积装置的研制

本文介绍了一种新型的沉积装置──微波ＥＣＲ等离子体辅助磁控溅射沉积装置。通过对装置性能的测试及沉积试验表明，该装置具有与离子束辅助沉积相类似的效果，但与离子束辅助沉积装置相比，该装置提高了成膜的沉积速度，降低了设备成本，为薄膜沉积提出了一条新途径．

微波ECR等离子体高速溅射装置的研制

研制了一台高速率溅射的ＥＣＲ等离子体沉积装置．采用微波真空波导及反常模式或输入技术，利用腔内双靶构成的电场镜，使高能γ电子在电场镜中振荡，从而获得高密度的等离子体．并且，导电膜能连续高速沉积，在２．７×１０－２Ｐａ的低气压下，铜膜的沉积速率可达１２０ｎｍ／ｍｉｎ．

微波ECR等离子体溅射沉积TiN薄膜的研究

用微波电子回旋共振（ＥＣＲ）等离子体溅射法在常温下制备出优质的ＴｉＮ薄膜．采用静电探针技术，对ＥＣＲ等离子体进行了诊断，研究了等离子体参数与装置运行参数之间的关系，探讨了等离子体参数对成膜工艺过程的影响．

微波ECR等离子体源离子注入法制备DLC薄膜

用微波ECR等离子体源离子注入 (PSII)法 ,在硅片 ( 10 0 )上制备了类金刚石 (DLC)薄膜 ,工作气体采用CH4气体 ,研究了不同的气体流量对薄膜的影响。对制备的DLC薄膜 ,用拉曼光谱、FT IR光谱、AFM以及纳米压痕等手段对化学成分、化学键结构。

微波ECR等离子体中铝合金的全方位氮离子注入

使用微波ECR等离子体对LD10铝合金材料进行全方位氮离子注入。AES深度分布结果表明,在30KV注入电压下,注入深度约有150mm。对相互垂直的两不同表面进行的硬度分析表明,全方位氮离子注入对试样的不同表面改性效果相同,硬度均获得明显提高。

2.45GHz ECR等离子体源引出系统初步设计

电子回旋共振(Electron Cyclotron Resonance,ECR)等离子体源是用来产生单电荷态离子束的等离子体装置,它可以产生束流较强或者较高的电荷态离子,同时还能提供束流的稳定性、重复性和工作寿命。引出系统的设计对ECR等离子体源是至关重要的,引出系统对等离子体的引出束流有直接影响,良好的引出系统设计可以提高引出束流强度。采用有限元分析方法对ECR等离子体源引出系统进行分析与设计,得到了满足设计需求与目标的引出束流。

2.45GHz ECR强流等离子体源核心部件设计与实验研究

电子回旋共振(Electron Cyclotron Resonance,ECR)等离子体源能产生高电荷态离子、高流强的单电荷态离子,提供稳定的束流和良好的重复性.核心部件的设计对ECR等离子体源是至关重要的,磁场对等离子体的生成和分布有直接影响,良好的磁场可以提高等离子体的性能和效率.采用有限元分析方法对ECR等离子体源磁场进行分析与设计,得到了满足设计需求与目标的磁场位形,通过高斯计对设计的永磁环轴向磁场精确测量,发现磁场仿真结果与实验结果吻合比较好,只是轴向磁场最大值及对应位置上有点偏差.通过集成实验,研究核心部件对离子源引出束流强度的影响,引出束流稳定且强度达到7 mA.

ECR等离子体的磁电加热研究

在ECR等离子体装置上进行了磁电加热研究,利用离子灵敏探针(ISP)测量了磁电加热前后离子温度的变化,研究了电极环偏压、磁场强度、气压等参数对磁电加热过程以及加热效率的影响.结果表明:等离子体的整体加热是通过离子在电极环鞘层中的磁电加热及被加热的离子沿径向的输运来完成的.轴心处离子温度随电极环偏压的升高呈非线性增加.磁电加热效率随偏压的增大而增大,在电极环偏压为1000V时,磁电加热效率为2%—2.5%,ECR等离子体中的离子温度能够提高20eV以上.磁场强度在磁电加热过程中对离子的限制和加热起到重要作用,当磁场强度在6.3×10-2—8.7×10-2T之间变化时,磁电加热的效率随磁场强度的增大而增大.气压在0.02—0.8Pa范围内,磁电加热的效率随气压的减小而增大.

电子回旋共振(ECR)等离子体的研究和应用

近年来,在低气压、低温等离子体研究和应用中的一个重要发展是微波电子回旋共振放电。由于它是一种无极放电,能够在低气压下产生高密度、高电离度、大体积均匀的等离子体,所以在等离子体物理研究,表面处理和薄膜制备等应用中,成为一个十分引人注目的新领域。本文综述了ECR放电的基本物理过程和实验研究概况,介绍了ECR等离子体在表面处理、镀膜和离子源等方面应用的最新结果。

ECR-RF双功率源等离子体化学气相沉积制备类金刚石薄膜的研究

利用微波ECR加射频功率源等离子体化学气相沉积技术,以CH4为碳源气体,Ar气为稀释气体,在硅片(100)上制备了类金刚石薄膜。Raman光谱证实了薄膜的类金刚石特性;傅立叶变换红外光谱表明薄膜中存在明显的C—H键结构。采用AFM观察了表面形貌,均方根粗糙度大约为1.489nm,表明薄膜表面比较光滑。最后对其进行了摩擦性能测试,薄膜的平均摩擦系数为0.102。

微波ECR氧等离子体参数测量

利用双探针对微波ECR氧离子体参数进行了诊断研究,测量了等离子体的双探针伏安曲线并计算出电子温度和离子密度,分析了气压、微波功率、氧气流量等参数对等离子体参数的影响.结果表明:a.随着气压的升高,等离子体密度先增大后减小,电子温度逐渐减小.b.等离子密度随微波功率的增加先增加后达到饱和,电子温度受微波功率影响很小.c.随着氧气流量的增加,等离子体密度和电子温度都减小.