一种用于空间等离子体环境模拟的均匀射频等离子体源制造技术

本发明专利技术公开了一种用于空间等离子体环境模拟的均匀射频等离子体源，涉及半导体制造技术领域，包括射频天线、石英介质窗、感应屏蔽层、支撑结构、外屏蔽罩、匹配网络、射频电源，可消除射频感应天线与等离子体之间的残余容性耦合、调节天线电压分布，产生空间分布均匀、等离子体电位非常低的射频等离子体，具有较高的空间等离子体环境模拟稳定度，且该系统结构简单、可靠。

A uniform RF plasma source for space plasma environment simulation

【技术实现步骤摘要】
一种用于空间等离子体环境模拟的均匀射频等离子体源
本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种用于空间等离子体环境模拟的均匀射频等离子体源。
技术介绍
低温等离子体被广泛应用于空间等离子体环境模拟和航天器地面寿命与可靠性测试。等离子体的空间均匀性直接影响了模拟测试结果的可靠性和完整性，是一个非常重要的参数，需要通过对等离子体源的设计调节等离子体分布的空间均匀性。通常采用直流等离子体和微波电子回旋共振等离子体作为空间模拟装置的源，但这两种等离子体源目前已难以满足空间环境研究的需要。直流等离子体源难以产生大面积等离子体，能量效率低(<10％)、等离子体密度低(<108/m3)，并且等离子体电位较高(50V～200V)与实际空间环境中的等离子体参数不相符合；微波电子回旋共振等离子体源具有能量效率高、等离子体电位低的优点，但其产生机理要求必须使用电磁铁，电磁铁产生的强磁场(约875mT)使得等离子体沿着磁力线分布从而产生非常严重的空间不均匀性，并且与空间环境中的弱磁场条件不相符合。空间环境研究需要一种一到几米尺度内大面积均匀、等离子体电位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于空间等离子体环境模拟的均匀射频等离子体源，其特征在于：包含射频天线，由一系列同心圆结构的同心圆线圈(210)与线圈之间的可调电容(220)组成，用于将射频功率耦合于等离子体，实现对射频天线的电压分布调节；/n石英介质窗，采用上下不对称圆盘状结构石英介质窗，用于调节射频天线与等离子体之间的耦合阻抗，降低由于射频电压直接容性耦合等离子体造成的径向不均匀性；/n感应屏蔽层，由长短丝感应屏蔽层构成，以屏蔽射频电压；/n支撑结构，用于分离并支撑射频天线、石英介质窗和感应屏蔽层；/n外屏蔽罩，用于给射频天线、石英介质窗、感应屏蔽层、支撑结构包裹防止射频功率信号辐射的金属罩。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于空间等离子体环境模拟的均匀射频等离子体源，其特征在于：包含射频天线，由一系列同心圆结构的同心圆线圈(210)与线圈之间的可调电容(220)组成，用于将射频功率耦合于等离子体，实现对射频天线的电压分布调节；
石英介质窗，采用上下不对称圆盘状结构石英介质窗，用于调节射频天线与等离子体之间的耦合阻抗，降低由于射频电压直接容性耦合等离子体造成的径向不均匀性；
感应屏蔽层，由长短丝感应屏蔽层构成，以屏蔽射频电压；
支撑结构，用于分离并支撑射频天线、石英介质窗和感应屏蔽层；
外屏蔽罩，用于给射频天线、石英介质窗、感应屏蔽层、支撑结构包裹防止射频功率信号辐射的金属罩。


2.根据权利要求1所述的一种用于空间等离子体环境模拟的均匀射频等离子体源，其特征在于：还包含匹配网络、射频电源，所述射频电源通过匹配网络连接射频天线。


3.根据权利要求1所述的一种用于空间等离子体环境模拟的均匀射频等离子体源，其特征在于：所述长短丝感应屏蔽层由两组不同长度沿径向均匀分布的金属丝和外边缘连接片(330)组成的圆片状导电金属层，其中，两组不同长度沿径向均匀分布的金属丝为长屏蔽丝(310)和短屏蔽丝(320)。


4.根据权利要求1所述的一种用于空间等离子体环境模拟的均匀射频等离子体源，其特征在于：射频天线采用空间轴对称的射频耦合模式将射频功率耦合于等离子体，通过同心圆结构的线圈实现射频功率均对称地耦合入等离子体...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴昊，贾军伟，卢晓勃，张明志，张书锋，郎昊，
申请(专利权)人：北京东方计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11