21215.大面積甚高頻容性耦合等離子體均勻性實驗研究

1、碩士學位論文ExperimentalStudiesonUniformityofLargeAreaVeryHighFrequencyCapacitiveCoupledPlasma學號：21202025大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學碩士學位論文摘要甚高頻(Ver)，HighFrequency，VHF)容性耦合等離子體(CapacitivelyCoupledPlasma，CCP)具有密度高、離

2、子轟擊能量低等特點，被廣泛地應用于半導體芯片的等離子體刻蝕、太陽能電池的薄膜沉積工藝中。在薄膜太陽能電池的制造中，為了沉積大面積多晶硅薄膜以及同時降低成本，要求不斷增大放電電極面積。在VHF段，大面積電極的尺寸與電磁波四分之一波長相當，電磁效應開始影響大面積VHF放電的均勻性。影響放電均勻性的主要電磁效應有：駐波效應(StandingWaveEffect)、趨膚效應(SkinEffect)。除電磁效應外，靜電場造成的邊角效應(EdgeE

3、ffect)，驅動電極與側壁放電也是影響均勻性的主要因素。本文采用發(fā)射光譜(OpticalEmissionSpectrum，OES)方法，在不同放電條件下研究了邊角效應和側壁放電對甚高頻等離子體空間均勻性的影響。在本實驗系統(tǒng)中，低功率、低氣壓的情形下，在極板邊緣處放電強度高于極板內(nèi)的放電。這種空間分布的不均勻性主要是邊角效應和等離子體對側壁接地放電引起的。邊角效應是由放電極板邊緣的棱角導致電場增強，從而導致等離子體放電增強；等離子體對側

4、壁接地放電是由于等離子體放電腔室側壁接地，等離子體對側壁接地放電產(chǎn)生的。實驗通過在側壁內(nèi)側加入絕緣介質板，使放電極板邊緣處等離子體的放電強度到了一定的減弱，根據(jù)對實驗數(shù)據(jù)分析，等離子體對側壁接地放電是影響等離子體放電空間分布的主要原因。而影響等離子體側壁處放電較強的主要原因是等離子體放電回路的阻抗。在等離子體中有兩路接地回路，一是放電極板接地回路，二是等離子體側壁接地回路。等離子體在邊緣處放電腔是在等離子體對兩路接地回路放電競爭中，等離

5、子體側壁接地回路的阻抗小，因此在競爭中等離子體對側壁回路的放電更強，從而導致等離子體在邊緣處的放電強度相對較高。在側壁內(nèi)側加入絕緣介質板，相當于在增加側壁接地回路的阻抗，從而增加了等離子體對極板接地回路的放電，因此減弱了等離子體在邊緣處的放電強度。實驗進一步通過改變放電回路的方法，通過減小放電極板接地回路的阻抗，同樣可以減弱等離子體在邊緣處放電的強度。實驗再通過增加接地放電回路中的容抗與感抗得出：在本實驗系統(tǒng)中，等離子體放電回路中容抗對