等离子体的成分 ·等离子体是由中性原子或分子、负电（电 子)和正电（离子）所构成 。准-中性： ni≈ne ·离化率： h≈ne/(ne+nn 6
6 等离子体的成分 • 等离子体是由中性原子或分子、负电(电 子)和正电(离子)所构成 • 准-中性: ni ne • 离化率: h ne/(ne +nn)
离化率 。离化率主要受等离子体中的电子能量决定 。 大部分等离子体工艺反应室，等离子体的离化 率小于0.001%. 。高密度等离子体源有较高的离化率，约1% 。太阳核心的离化率约100%. 7
7 离化率 • 离化率主要受等离子体中的电子能量决定 • 大部分等离子体工艺反应室，等离子体的离化 率小于0.001%. • 高密度等离子体源有较高的离化率,约 1% • 太阳核心的离化率约~100%
中性气体密度 ·理想气体 -1摩尔=22.4升=2.24×104cm3 -1摩尔=6.62×1023个分子 ·1大气压下的气体密度是2.96×1019cm3 ·1托的气体密度是3.89×1016cm3 ·1毫托的气体密度是3.89×1013cm3 ·射频等离子体源有非常低的离化率 8
8 中性气体密度 • 理想气体 –1摩尔 = 22.4 升 = 2.24104 cm3 –1摩尔 = 6.621023 个分子 • １大气压下的气体密度是2.961019 cm−3 • １托的气体密度是 3.891016 cm−3 • １毫托的气体密度是 3.891013 cm−3 • 射频等离子体源有非常低的离化率
等离子体的产生 ·需要借助外界的能量 ·射頻(RF)电能是最常使用的电源 ·产生一个稳定的射频等离子体需要真空系统 射频功率 暗区或 电极 等离子体 鞘层 至真空泵 平行板等离子体系统
9 等离子体的产生 • 需要借助外界的能量 • 射頻 (RF)电能是最常使用的电源 • 产生一个稳定的射频等离子体需要真空系统 等离子体 射频功率 暗区或 电极 鞘层 至真空泵 平行板等离子体系统
离子化 ·电子和中性原子或分子碰撞 ·把轨道电子「敲离」核的束缚 e-+AA+2 e- ·游离碰撞产生电子和离子 ·维持等离子体的稳定 10
10 离子化 e - + A A + + 2 e- • 游离碰撞产生电子和离子 • 维持等离子体的稳定 • 电子和中性原子或分子碰撞 • 把轨道电子「敲离」核的束缚