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1、[2]J.A.YeazellandC.R.Stroud.Jr,Phys.Rev.Lett.,60[10]M.Nauenberg,Phys.Rev.A,40(1989),1133.(1988),1494.[11]E.SchrÊdinger,LettersonWaveMechanics,edit.by[3]M.Nauenberg,C.Stroud,J.Yeazell,Sci.Am.,270K.Prizibram,Phil.Lib.,(1967).(1993),6.[12]M.M.NietoandL.M.Simmons.Jr.,Phys.Re
2、v.Lett.,[4]M.MallalieuandC.R.Stroud,Phys.Rev.A,49(1994),41(1977),207;Phys.Rev.A,19(1979),438;Phys.2329.Rev.D,20(1979),1342.[5]C.Gerry,Phys.Rev.A,33(1986),6.[13]W.Pauli,PauliLecturesonPhysics,TheMITPress,[6]C.GerryandJ.Kiefer,Phys.Rev.A,37(1988),665.(1973).[7]E.D.Prunele′
3、,Phys.Rev.A,42(1990),2542.[14]C.W.Misneretal.,Gravitation,Freeman,(1973),648.[8]P.KustaanheimoandE.Stiefel,J.ReineAngew.Math,[15]H.Goldstein,ClssicalMechanics,Addison2Wesley,218(1965),204.(1980),98,124.[9]B.R.Johnson,Phys.Rev.A,35(1987),1412.3电子回旋共振等离子体技术丁振峰 邬钦崇 任兆杏(中国科学
4、院等离子体物理研究所,合肥 230031)摘 要 微波电子回旋共振是一种先进的低温等离子体技术,它具有优良的综合指标,提高了微电子、光电子集成电路制造工艺等应用领域中的低温等离子体加工水平.文章介绍了电子回旋共振等离子体产生原理、特点及重要的实验研究结果.关键词 电子回旋共振,高密度等离子体源,微波传输、吸收 在低温等离子体技术的发展过程中,早期的直流和始于60年代中期的射频(13.56MHz)1ECR等离子体的产生及特点等离子体在应用工艺中发挥了十分重要的作用.但是,直流等离子体为有极放电,运行气压1.1 微波电子回旋共振原理高
5、且密度低,电离率和粒子活性低;虽然射频放在稳态的外磁场中,电子受洛伦兹力的作电提高了等离子体密度,也可以实现无极放电,用在垂直磁力线的平面中作拉莫尔(Lamor)回但运行气压较高,密度、电离率、粒子活性仍然旋运动,回旋运动角频率ωce=eB0/me(B0为较低.随着各领域应用技术的飞速发展,人们磁场强度,e,me分别为电子的电荷和质量).迫切期望采用低气压、高密度等离子体加工技当它与沿磁场传播的右旋圆极化微波频率相等术.通过借鉴热核聚变中等离子体产生和加热时,电子在微波电场中将被不断同步、无碰撞加原理,发展并形成了微波电子回旋共振(el
6、ec2速而获得能量.如果在两次碰撞之间电子能量troncyclotronresonance,ECR),它在各应用领高于气体粒子的电离能、分子离解能或某一状域,尤其是半导体工业中得到了重要的应用.态的激发能,那么将产生碰撞电离、分子离解和为了满足不断提高的应用要求,ECR等离子体粒子激活,从而实现等离子体放电和获得活性的应用及机理研究成为近年来的一个热点.本文将给出ECR等离子体的产生原理及3 国家自然科学基金重点资助项目.特点,着重介绍与应用有关的实验研究,最后对1995年7月10日收到初稿,1995年10月4日收到修改目前应用与研究中
7、存在的若干问题进行讨论. 稿.·608·物理反应粒子.等离子体的一个必要条件.[1]由1(b)式可知,左旋偏振波分支不能以无1.2 微波传输及吸收的主要特性由于微波ECR等离子体对波而言为各向碰撞共振的方式被电子吸收,而且当ncrit>异性介质,沿磁场方向传播的TE波(K∥B0⊥nc(1+ωce/ω)时,左旋波在高场或低场输入下E;K,E分别为微波波矢及电场)将分为右旋都将被截止反射而转化成右旋波,当波长较短偏振波和左旋偏振波,它们的色散关系为时,波与电子的纵向朗道负阻尼则成为电子的22nR=1-(ωpe/(ω-ωce)ω),(1a)
8、加速机制.22在共振区,右旋波的共振吸收功率为[2]nL=1-(ωpe/(ω+ωce)ω),(1b)-πη式中nR,nL分别为右、左旋波的折射率,ωpe,ωPabs(r,z)=Pinput(r,z)(1-e
