下载文档原格式
气体放电的主要形式一、电晕放电电晕放电是一种在电极周围形成辐射状光晕的放电形式。
当电压升高到电晕放电阈值时，电极周围的电场强度足够强，使电极附近的气体分子电离和激发，产生电子和正离子。
这些电子和离子通过碰撞和俘获电子的过程，导致电晕放电区域内的气体发光，形成光晕。
电晕放电常见于高压线路和电晕灯中，具有稳定性好、能耗低的特点。
二、辉光放电辉光放电是一种在电极附近形成均匀辉光的放电形式。
当电压升高到辉光放电阈值时，电极附近的电场强度足够强，使气体分子电离和激发，产生电子和正离子。
这些电子和离子经过长距离的自由运动后，与其他气体分子碰撞，再次激发和电离，最终导致整个放电区域内的气体发光。
辉光放电常见于荧光灯、气体放电显示器和气体激光器等装置中，具有均匀亮度和较高的放电稳定性。
三、电弧放电电弧放电是一种高能放电形式，具有强烈的光和热效应。
当电压升高到电弧放电阈值时，电极附近的电场强度足够大，使气体分子电离和激发，产生电子和正离子。
这些电子和离子在电场的作用下，加速运动，形成电子和离子流，即电弧。
电弧放电常见于焊接、电弧灯和电弧炉等场合，具有高能量密度和高温度的特点。
四、等离子体放电等离子体放电是一种高度电离的气体放电形式，具有丰富的物理和化学特性。
当电压升高到等离子体放电阈值时，电极附近的电场强度足够大，使气体分子电离和激发，产生电子和正离子。
这些电子和离子在电场的作用下，以及与其他等离子体粒子的碰撞，形成高度电离的等离子体。
等离子体放电广泛应用于等离子体显示器、等离子体喷涂和等离子体刻蚀等领域，具有可控性好和反应速度快的特点。
五、脉冲放电脉冲放电是一种以脉冲形式工作的放电形式，具有高能量和高频率的特点。
脉冲放电通常通过将高电压脉冲施加在电极上，使气体分子电离和激发，产生电子和正离子。
这些电子和离子在电场的作用下，以及与其他气体分子的碰撞，形成脉冲放电。
脉冲放电广泛应用于等离子体切割、等离子体喷涂、光谱分析和生物医学领域，具有高精度和高效率的特点。
【转】等离⼦体技术【⼀】--脉冲技术本⽂介绍了脉冲等离⼦体技术在⼲法刻蚀领域的应⽤背景，从半导体制程⼯艺需求层⾯讲述了纳⽶量级的刻蚀制程对等离⼦体参数的需求。
重点对脉冲等离⼦体⼯作机制、脉冲匹配技术和脉冲等离⼦体诊断技术研究进展进⾏了论述。
关键词：⼲法刻蚀，等离⼦体损伤，脉冲等离⼦体1. 1. 引⾔伴随着摩尔定律的发展，半导体芯⽚的晶圆尺⼨越来⼤，,刻蚀的线宽也逐步缩⼩。
随着线宽的逐步降低，等离⼦体刻蚀过程导致的损伤问题⽇益突出。
这使得等离⼦体刻蚀过程需要满⾜如下要求：对衬底⽆损伤、更好的均匀性、更⾼的选择⽐、更好的各向异性和更⾼的产出等。
为了满⾜这些需求，⼈们积极研究⼀些新材料⽤于下⼀代集成电路，也同时促使⼯业界及学术界不断设计及研究适⽤于下⼀代的等离⼦体刻蚀技术，使等离⼦体源具有更多的调节⼿段、更宽的⼯艺窗⼝。
⼀般来说，等离⼦体损伤（PID）主要包含以下因素：（1）由于⾼能离⼦轰击晶⽚引起的表⾯物理损伤；（2）光⼦辐射轰击晶⽚引起的损伤；（3）等离⼦体⾮均匀性引起的损伤；（4）电荷分布的不均匀性引起的损伤；（5）各向同性的电⼦在⼤深宽⽐的顶部积累负电荷，定向的离⼦在沟槽的底部积累正电荷，这样也会导致 PID 的产⽣。
1. 2. 脉冲等离⼦体⼯作机制通常，等离⼦体刻蚀设备多采⽤连续波（CW）射频源，即射频源提供连续的功率或者电压激发等离⼦体。
在过去的⼆⼗多年⾥，⼀些研究者通过模拟及实验证明采⽤脉冲射频模式可以扩⼤等离⼦体参数控制窗⼝，可提⾼⼯艺过程控制的灵活性。
对于射频脉冲模式，主要有两个参数，⼀个是脉冲频率（pulse frequency），即射频源每秒开关的次数；另⼀个是占空⽐(duty cycle)，即脉冲开启的时间占整个脉冲周期的⽐例。
如图1所⽰：图1.脉冲调制等离⼦体作⽤⽰意图：(1): 脉冲初期；(2): 脉冲后期；(3): 后辉光前期；(4): 后辉光后期（duty cycle=ton/(ton+toff_）通过改变脉冲频率及占空⽐，可以实现对等离⼦体参数的调控，如离⼦密度、电⼦密度、电⼦温度、等离⼦体化学成分和等离⼦体电位等。
纳秒脉冲气体放电机理研究进展浅谈深圳三和科技的小编将以材料表面改性、主动流动控制、点火助燃和甲烷转化为代表给大家介绍脉冲等离子体应用研究进展。
最后结合脉冲放电等离子体研究现状的分析,展望了大气压脉冲气体放电与放电等离子体应用的发展趋势。
1.1 纳秒脉冲气体放电机理脉冲放电机理的研究是推动应用技术发展的关键。
常规条件下高气压气体放电通常可以用流注理论解释。
流注理论考虑空间电荷对放电过程的影响,空间电荷是光子出现、二次电子崩产生、流注形成、气隙击穿的重要因素,通常光子的寿命为10-8 s量级,如果发展到临界电子崩的时间小于光子的寿命时,流注理论在解释放电机理时已经存在一定的局限性。
目前研究人员基于高能量快电子的逃逸击穿及逃逸电子和X射线对放电发展过程的影响提出了多种假说,如电子崩链模型、快电子和慢电子两组模型、电子倍增模型和快速电离波击穿模型等。
其中电子崩链模型强调当主电子崩发展到临界值时,主电子崩发展减缓,甚至中断,这时崩头中的部分高能量电子(逃逸电子)逃逸出电子崩,并在崩头形成二次电子。
电子崩链贯穿间隙后,但其电导率较小,不能形成击穿通道,需要二次过程,该过程由阴极上的光电效应来决定。
电子倍增模型认为经典的流注机理的E/N值不仅有下限,而且也应有上限。
模型中快电子逃逸出电子崩后,电离气体间隙,撞击阳极电离产生二次电子,导致电子数目的连续倍增。
两组模型的关键是快电子,其脱离电子崩的能量阀值取决于施加的电场强度、气压和气体介质。
电场强度越高,阀值能量越低,能逃逸出电子崩的电子数目越多。
基于快速电离波模型的研究多数在低压下的气体放电管中完成,且间隙距离一般是几十cm,比较适合长间隙放电机理分析。
这些假说大多基于各自的实验条件能够较好地解释实验现象,彼此之间仍存在差异,但均认为放电发展过程中二次电子的产生不再依赖空间光电离,而是基于电子崩发展中产生的高能量电子引导放电发展过程建立起来的。
因此,纳秒脉冲气体放电机理的研究集中在基于高能电子逃逸击穿的参数测量与模型建立。
