| 【中文题名】 | 等离子体发射光谱及其在ZnO薄膜生长中的应用 |
| 【英文题名】 | Emission Spectroscopy Methodology for Plasma and Apply on ZnO Film Growth |
| 【学科专业】 | 等离子体物理 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-7-7 |
| 【中关键词】 | 等离子体发射光谱,ICP,ZnO,薄膜生长,反应磁控溅射, |
| 【英关键词】 | Emission spectrum of plasma,ICP,ZnO,film growth,reactive magnetron sputtering, |
| 【分类导航】 | 数理科学和化学>物理学>固体物理学>薄膜物理学>薄膜的生长、结构和外延> |
| 【论文摘要】 | 本文通过发射光谱实验,研究了一种以ICP的电源配给方式提供给天线,激发处在恒定磁场中的石英钟罩内的气体来形成等离子体,我们称之为磁场增强ICP的新型等离子体源。得出磁场的引入降低了感应耦合等离子体向高密度模式转变的功率阈值,提高了等离子体的密度和均匀性的可控性;通过对谱线相对强度的理论模拟和讨论,分辨出与N_2谱线重合的N~+线和NI线,并估算了等离子体的解离率,得出等离子体的解离率和离化率是随磁场的增强逐渐提高的。并根据平面天线,螺旋天线,平面螺旋组合天线这三种不同类型的天线的比较,得出螺旋型的天线所激发的等离子体具有较强的密度,但稳定性相对较差。
本文通过等离子体发射光谱在线监测,研究了ZnO薄膜制备过程中的沉积温度T、氧气流量比例[O_2/(O_2+Ar)]对ZnO成膜空间中的Zn和O原子发射光谱的影响,得出脉冲放电条件下微量氧气将导致溅射产额的显著增加。当氧气流量比例大于0.75%时,金属Zn靶的溅射产额随R的增加基本呈线性下降规律。当氧气流量比例介于10%—50%时,氧含量的变化相对平缓,有利于ZnO薄膜生长的稳定性控制。并通过脉冲源与射频源的等离子体发射光谱比较得出脉冲源的离化效果强于... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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Abstract |
5-8 |
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1 绪论 |
8-13 |
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1.1 等离子体的基本特征 |
8-9 |
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1.2 等离子体诊断方法的分类 |
9 |
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1.3 等离子体光谱学的发展 |
9-11 |
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1.4 等离子体相关学科的发展提出了新的诊断领域 |
11 |
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1.5 本文的研究内容和目标 |
11-13 |
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2 发射光谱概述 |
13-27 |
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2.1 原子光谱概述 |
13-17 |
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2.1.1 辐射跃迁 |
13-15 |
|
2.1.2 谱线宽度与线型 |
15-17 |
|
2.2 分子光谱 |
17-21 |
|
2.2.1 分子的转动光谱 |
18-19 |
|
2.2.2 分子的振动光谱 |
19-20 |
|
2.2.3 分子的电子光谱 |
20-21 |
|
2.3 等离子体温度的测量 |
21-23 |
|
2.3.1 Thomson散射法测电子温度 |
21-22 |
|
2.3.2 发射谱线的Doppler展宽法测原子温度 |
22 |
|
2.3.3 两谱线法或波尔兹曼斜率法测激发温度 |
22 |
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2.3.4 分子振转谱线强度法和等强度法测量分子转动温度 |
22-23 |
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2.4 等离子体发射光谱的自吸收现象和空间分辨 |
23-27 |
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2.4.1 等离子体的自吸与光学薄体系 |
23-24 |
|
2.4.2 光学薄体系等离子体的空间分辨发射光谱的测量方法 |
24-27 |
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3 发射光谱研究磁场增强感应合等离子体源 |
27-38 |
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3.1 磁场增强感应耦合等离子体源的研究背景 |
27 |
|
3.2 实验装置 |
27-28 |
|
3.3 实验结果及分析 |
28-32 |
|
3.4 分子光谱的相对强度模拟 |
32-36 |
|
3.5 其他天线类型比较 |
36-37 |
|
3.6 小结 |
37-38 |
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4 脉冲磁控溅射ZnO薄膜生长的等离子体发射光谱研究 |
38-44 |
|
4.1 研究背景 |
38-39 |
|
4.2 实验方法 |
39 |
|
4.3 结果与分析 |
39-43 |
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4.3.1 发射光谱随氧气流量比例的变化 |
39-42 |
|
4.3.2 发射光谱随沉积温度的变化 |
42-43 |
|
4.4 小结 |
43-44 |
|
5 射频磁控溅射ZnO薄膜生长的等离子体发射光谱研究 |
44-55 |
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5.1 脉冲源与射频源发射光谱的不同 |
44-46 |
|
5.2 发射光谱随氧气流量比例的变化 |
46 |
|
5.3 发射光谱随沉积温度的变化 |
46-48 |
|
5.4 薄膜沉积速率和光学常数的变化 |
48-53 |
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5.4.1 透射光谱的分析方法 |
48-49 |
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5.4.2 拟合的结果与分析 |
49-53 |
|
5.5 沉积温度对ZnO薄膜结晶质量和光学性能的影响 |
53-54 |
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5.6 小结 |
54-55 |
|
结论 |
55-56 |
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参考文献 |
56-61 |
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致谢 |
61-62 |
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大连理工大学学位论文版权使用授权书 |
62 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.24853 |
