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研究生： 黃信嘉
論文名稱： 晶圓式離子能量分析儀於ICP電漿源之量測與分析
指導教授： 李四海
柳克強
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 原子科學院 - 工程與系統科學系
Department of Engineering and System Science
論文出版年： 2002
畢業學年度： 90
語文別： 中文
中文關鍵詞： 離子能量分析儀
外文關鍵詞：
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    • 本論文主要是針對舊有量測系統做改進，以期獲得較佳的量測結果，其中主要的不同是在於GEA格網上電壓的提供方式有所改變，而改以MOTECH PPS1206 POWER SUPPLY取代傳統自製的電壓輸出電路，原因是傳統電路的反應時間過長，在藉由示波器擷取數據時若因提供所需電壓變化時間過長，那麼所獲得的數據將與由power supply所送出的電壓值不符。同時傳統DC電壓的輸出是藉由橋式濾波整流電路提供，因此在電容的選取上當然是愈大其濾波效果愈佳，然而一旦加大其電容值，則又造成RC延遲時間增加，固採用現有雙輸出直流電源供應器作為替代，其中一端輸出供給電壓於Control grid上，而另一則給予二次電子排斥層電壓，也因為改採新的輸出方式因此重新撰寫Labview程式，並僅藉由GPIB介面做為電腦，示波器，及電源供應器之間的連結。在濾波方面則沿習學長舊有的設計，主要是用以濾掉因外加射頻偏壓而使得RF訊號耦合於GEA上各電極。
    對於在量測的結果上，在CW模式外加偏壓下可以看到高低能量峰值分開的情形。並隨著偏壓的上升，可以看到高能峰值更往右移動的現象，而加入脈衝式偏壓後，其離子能量分佈函數也因工作比例與操作頻率的調變而隨之變化。

    摘要……………………………………………………………………I 誌謝……………………………………………………………………II 目錄……………………………………………………………………III 圖表目錄………………………………………………………………V 第一章 序論………………………………………………………1 第二章 文獻回顧………………………………………………4 2.1 離子能量分析儀文獻回顧………………………………4 2.2 脈衝調變式電漿源文獻回顧…… ……………………11 第三章 基本原理…………………………………… ………14 3.1 基本構造……………………………………… ………14 3.2 離子能量分佈推導…………… ……… ……………15 3.3 離子能量分析儀內各電極之電位關係………… ……18 3.4 射頻偏壓(RF-bias)之特性分析………………………20 第四章 實驗系統………………………………… …………25 4.1 電感式耦合電漿源系統………………… …………25 4.2 離子能量分析儀系統結構……………… …………28 4.2.1 獨立式離子能量分析儀(GEA)………………… …………28 4.2.2晶圓式離子能量分析儀之實體…………………………….29 4.3 實驗量測方法與流程….……………………………31 4.3.1 射頻濾波電路(RF filter)………………… ……………31 4.4 脈衝調變式電漿源系統…………………… ………36 4.4.1方波調變之小信號源……………………………… ………37 4.5 數據分析…………………………………… ………41 第五章 實驗結果與討論…………………………… ………41 5.1 CW模式電漿量測…….………………………………41 5.1.1 ICP power對離子能量分佈影響…………………… ……42 5.1.2壓力對CW模式離子能量分佈之影響………..… ………..44 5.1.3 Floating grid上電位對CW模式量測下所造成的影響 …46 5.1.4二次電子排斥層上電壓值對其IEDF量測所造成的影響...49 5.2 射頻偏壓對離子能量分佈影響….……… … …… …...50 5.2.1脈衝式偏壓對離子能量分佈影響………………………….60 第六章 結論與建議………………………………………………64 參考文獻……………………………………………………………65 附錄…………………………………………………………………66

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