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研究生: 張國斌
Chang Go-been
論文名稱: 串聯式與並聯式線圈之電漿特性量測
Measurement of Plasma Characteristic in Series & Parallel Coil
指導教授: 寇崇善
Chwung-Shan Kou
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 物理學系
Department of Physics
論文出版年: 2001
畢業學年度: 89
語文別: 中文
論文頁數: 65
中文關鍵詞: 電漿電感偶合電漿線圈串聯&並聯阻抗匹配電漿阻抗蘭牟 爾探針射頻
外文關鍵詞: plasma, ICP, coil, series & parallel, impdeance match, plasma impedance, Langmuir Probe, RF
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  • RF( Radio Frequency )在半導體工業上是最常用的電漿源,目前最常用的是電感偶合電漿(ICP, Inductive Couple Plasma)、變壓器偶合電漿(TCP, Transformer Couple Plasma)它們能產生比傳統型電漿更高的電漿密度。
    實驗所採用的電漿系統為ICP,但和一般ICP不同的是將感應偶合線圈置於真空腔內,這樣的方式能使感應偶合線圈更有效地和氣體作用,以射頻(RF, Radio Frequency)低瓦數產生更高密度的電漿;在低氣壓下(如:Ar: 0.2mTorr),只須要入射功率10W,它就能輕易產生電漿;甚至在5E-5 Torr,真空腔大小為直徑25cm,高度50cm,在入射功率160W時,就能產生電漿,若感應偶合線圈在真空腔外,則須要更高入射功率才能點燃。這是由於感應偶合線圈於在真空腔內,比在真空腔外更易拘束電漿粒子,使能產生有效碰撞,電漿粒子比較不會碰撞腔壁損失能量。

    為了產生更高密度的電漿源,實驗上使用二個鋁圈(外直徑12cm,內直徑串聯式11cm,厚3mm )相距 ,作為串聯式、並聯式線圈。量測串聯式、並聯式線圈發現,串聯式線圈的阻抗Zp較大,造成真空腔中的電壓降比並聯式大,RF電路元件消耗的能量較少,故同樣入射功率下,串聯式產生電漿更有效率。


    Chapter 1 前言 1.1 研究目的 1.2 電漿特性的重要性 1.3 電感偶合電漿(ICP)產生機制 1.4 ICP的優點 Chapter 2 實驗理論 2.1 RF Matching 2.2 電漿阻計算 2.3 Langmuir Probe Diagnostics 2.3.1 Collisionless Sheath 2.3.2 Planar Probe with Collissionless 2.3.3 Cylindrical Probe with Collisionless Sheath 2.3.4 I-V實驗數據處理 2.4 電容、電感量測 2.4.1 電容量測 2.4.2 電感量測 Chapter 3 實驗量測 3.1 RF電路匹配與偵測 3.1.1 RF電路匹配設計 3.1.2 RF入射功率、反射功率偵測 3.2 實驗儀器架設 3.3 量測電漿特性流程 Chapter 4 實驗結果討論 4.1 電漿阻抗(Plasma Impedance) 4.2 電漿均勻度(Plasma Uniform) 4.3 I-V圖分析 4.4 串聯式、並聯式線圈之電漿特性比較 Chapter 5 結論 5.1 本系統之優點 5.2 改變氣流進出位置 5.3 雷漿阻抗量測 Appendix A Maxwell-Boltzmann Distribution of Speeds & Mean Free Path Appendix B 系統操作手冊 Reference

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