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電子回旋共振等離子體

電子回旋共振(electroncyclotronresonance,ECR)等離子體源是一種基于電子回旋運動原理的高密度等離子體產(chǎn)生裝置,主要由磁場系統(tǒng),微波源,低氣壓放電腔體組成(見圖1)。微波源產(chǎn)生的高頻電磁場通過微波傳輸器件(通常為波導(dǎo)或傳輸線)饋入低氣壓放電腔體,激發(fā)電離工作氣體產(chǎn)生等離子體,在外部磁場(磁感應(yīng)強度通常為875Gs,對應(yīng)2.45GHz頻率)作用下,自由電子將在洛倫茲力的作用下環(huán)繞磁力線做回旋運動。當微波電場的頻率與電子的回旋運動頻率相等時,電子將能夠通過回旋共振持續(xù)吸收微波能量,從而可以實現(xiàn)在較低氣壓下產(chǎn)生并維持高密度低溫等離子體。ECR等離子體源相比射頻等離子體源具有高電子數(shù)密度(約1018m⁻³)、低離子溫度和無電極污染等優(yōu)勢,廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體制備工藝過程中的薄膜沉積和表面改性。