等离子体环境中C60氮离子注入实验的研究.pdfVIP

摘要 摘要 本文主要阐述三点内容：l、设计搭建ICP放电线圈以在特定的真空室内产 生高密度可持续的等离子体；2、在该等离子体环境中创新性地以射频电场的方 式给基底加指定的直流偏压，以对其表面蒸镀的绝缘物质薄膜进行离子注入，在 本文中是对C60层实现氮离子的注入，注入能量是20eV；3、使用两种不同的频 率对绝缘膜加偏压，在真空室外的匹配网络里观察偏压曲线的变化，以此判断绝 缘层膜厚的变化。 在等离子体材料处理中经常使用感性、容性两种放电模式，有时也使用两 种不同的频率。在本文中采用感性放电来产生高密度的等离子体，而用容性放电 的原理来给基片表面的绝缘膜加直流偏压以实现离子注入。膜厚增加造成膜电容 变化，由于和匹配电容的分压作用而造成偏压曲线的变化，通过测量这一变化的 曲线可以得到膜厚变化的信息。偏压曲线除与膜厚增长有关外，也与偏压电源的 频率有关，频率越小，曲线上升越快。 第一章为概述，介绍鞘层及材料处理等基本概念。第二及第三章介绍容性及感性 放电的原理。第四章介绍实验背景，即他人加直流电压或单纯容性放电的方法进 行离子注入的实验。第五章即本文的实验方案，创新性提出以感性放电产生等离 子体，同时对基片施加射频场以产生直流偏压来加速离子。第六章描述了由于膜 电容的变化造成偏压曲线的变化，通过测量曲线上升来动态判断膜厚增长的方法。 其中包括使用不同频率以得到两条上升速度不同的曲线；制作一个可调电容模块 以预先采得模拟的曲线等。 关键词：感性放电容性放电直流偏压离子注入 膜厚增长匹配电容偏压上升 摘要 II Abstract ABSTRACT Thisthesis onthree of mainlyexpound aspects andconstructICP coilto a and highdensity discharge produce sustainable RFelectricfieldto a dc plasma；2．use applyspecifiedbiasing onthesubstrateSOwecanrealizeion tothe voltage injectioninsulating film filmthatiscoatedon ion of 20eVtoC60 injectionenergy it(nitrogen inthis twodifferent tobiasthe thesis)；3．use frequencies insulating themeantimeobservethe of curvefromthe film，in changebiasing networkoutofthevaccumchambertodecidetheincreaseof matching thethicknessofthefilm． Thetwomodesofinductiveand