射頻容性耦合Ar/O2等離子體的軸向診斷*

操禮陽 馬曉萍 鄧麗麗 盧曼婷 辛煜

(蘇州大學物理科學與技術學院， 江蘇省薄膜材料重點實驗室， 蘇州 215006)

實驗通過朗繆爾探針輔助激光誘導解離技術對27.12 MHz驅動的不同含氧量條件下容性耦合Ar等離子體進行了診斷研究.通過質量流量計改變通入Ar與O2的流量以得到不同含氧量的等離子體.結果表明，由于氧氣的分解吸附反應需要消耗電子， 致使朗繆爾探針測得的電子能量概率函數(EEPF)的中能部分隨著含氧量的上升而下降.射頻輸入功率增加時電子密度的上升引起了電子-電子碰撞熱化， 從而使EEPF由Druyvesteyn分布向麥克斯韋分布轉變.在功率電極附近， 由于鞘層邊界附近的電子氧氣分子碰撞時的分解吸附反應使得鞘層區附近的負離子密度較高.另外， 負離子密度沿著軸向呈現勺型分布的特征.這主要是由于負離子在雙極電場作用下向等離子體放電中心擴散的過程中所存在的負離子產生與損失的反應過程導致.

1 引 言

低氣壓射頻容性耦合等離子體(CCP)由于其在表面刻蝕和材料生長扮演的獨特角色而被廣泛應用于微電子和太陽能電池領域[1].為了更好地控制極板表面的粒子通量與能量分布， 研究者們對射頻容性耦合等離子體的產生機理進行了深入的研究.通常認為， 電正性等離子體的加熱模式由電子與振蕩鞘層相互作用的α模式及離子轟擊襯底產生的二次電子在離化過程中發揮作用的γ模式組成[2，3].期間， 其他的加熱?！?br>