PDF《射频辉光放电等离子体的电探针诊断及数据处理 ！》

2 的有限长 信号- ( 0) 可看作是从无限长信号中截取的一部分, 因此若直接对- ( 0) 作2

2 3则存在较大的截断误差 (见图, ( B ) ) ( 为了减少这一误差, 通常采用的方法 是对- ( 0) 应用加窗函数 (如$()):)>

窗、 $ %

9 ;

;

: ) >

窗等) , 但加窗的结果导致信号的起始两端产生很大 的误差 (见图, ( ) ) ( 我们采用对所测量得到的数据 - ( 0) 进行对称延拓处理, 从而有效地减少误差, 获 得较好的结果 (见图, ( ( ) ) ( 经分析并与多项式拟合 法和 $ % &

( )拟合法所得到的结果相比较, 证明图, ( ( ) 的结果最接近真实的情况( 在图,中, 由C % ) >

;

8 : 9探针测量得到的* + , 曲 线取+

1 D个测量值( 在图, ( ( ) 的处理过程中, 将其 对称延拓为, D # -个数据( 所用的

2 2

3 和<

2 2

3 为 按时间抽取的基#算法( 根据信号作2

2 3后的频谱 分布, 其低通滤波函数的截止频率取为! /

1 (数字频 率),对应的实际频率为-

3 / , / (- 3为数据取样频 + # E .期 姚若河等: 射频辉光放电等离子体的电探针诊断及数据处理 图! 求解探针! # 曲线的二次微商 ( ) 由# $%&

'

()探针 测量得到的! # 曲线;

(* ) 直接对 ( ) 求数值微商的 结果;

( + ) 应用, , -方法对 ( ) 直接求二次微商的结 果;

( . ) 对( )加/ &

&

($%窗后应用, , -方法求二次 微商的结果;

(

0 ) 对( )作对称延拓后应用 , , -方法 求二次微商的结果 率) $ 所有程序均用

1 语言实现$ 此外, 直接应用

23 - #

3 4软件来实现上述的处理也得到完全相同 的结果$ 图5 实验系统示意图

6 实验结果 实验系统由一个平板二极射频放电反应室 #, 射频电源)

7 , 匹配器 %, 滤波电路,

8 0 (

9 : ;

0 <

= ! >

静电 计和计算机组成$ 实验系统示意图如图5所示$ 实验 装置中, 探针&

是一根直径为? @ A B&

&

的钨丝, 针 尖附近B&

&

长暴露于等离子体中, 其余部分套上 玻璃细管与等离子体隔离屏蔽起来$ 上下电极 '

! , '

5 相距B + &

, 探针位于上下电极之间$ 上电极设置 有可控温的加热装置 ($ 测量是由计算机控制的

8 0 (

9 : ;

0 静电计完成的$ 采用加热探针的方法[B],能有效地抑制硅烷射频放电等离子体中探针 的 中毒 效应$ 为了抑制射频干扰, 在测量电路中加 了由) ! 和* ! 组成的滤波电路, 滤波电路调谐于射 频工作频率 ( !

6 @ B =2/ C ) $ 整个谐调回路的主要作 用是使探针对地的高频阻抗远大于探针鞘层上的 等效高频阻抗, 使降落在鞘层上的射频干扰电压 远小于鞘层直流电压, 这样就可以有效地抑制射频 干扰$ 在反应室压强&

为>

?D , 硅烷流量+ 为5 E @

5 F + + &

, 射频放电功率&

)

7 分别为BG, ! ?G, ! BG,

5 ? G 的条件下分别得到相应的! # 曲线, 应用傅里叶 变换求微商的方法求出! # 曲线的二次微商$ 再用 ( ! ) 式得到电子能量分布函数, ( !) $ 然后, 计算出电子平均能量 '

, 电子平均速度 -

0 , 电........