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電子迴旋加速器為日本於1982年開發出來,係利用電子在磁場中迴旋的頻 率和微波的頻率2.45GHz一致時,會合微波產生共振現象,而在低壓下吸收高強度的微波功率形成高密度電漿。當電子受一磁場作用時,電子會繞著磁力線作 螺旋軌跡圓週運動,其所受的向心力來自於與磁場的作用,由公式計算得知當B=875G時,電子的迴旋頻率和微波的2.45GHz一樣,因而可共振吸收微 波。 圖十一:典型ECR系統(a)系統結構(b)軸向磁場變化,顯示有一或多個共振區,視磁場數目而定。HeliconHelicon反應器係利用天線配合磁 場產生helicon wave以形成極高密度電漿。典型Helicon反應器及天線設計如圖十二所示:利用天線產生電磁波與軸向的磁場形成helicon wave,此波即可傳遞藉由碰撞振動(Collision damping)及非碰撞蘭道振動(Collisionless Laudau damping)將本身能量傳遞給電漿。Helicon Wave其傳遞沿著軸向,而在徑向形成駐波,其截面形成波形圖案如圖十三所示,實際Helicon反應器如圖十四、圖十五所示。

 

 

 

(圖十一、典型ECR系統 (a)系統結構(b)軸向磁場變化)

 

 

 

 

 

(圖十二、上圖為 Helicon 右手螺旋天線;下圖為左手螺旋天線設計)

 

 

(圖十三、Helicon 反應器截面波形分佈,其中實線為磁力等位線,虛線為電力等位線)

 

 

 

 

 

(圖十四、由 Lucas Signaton 公司出產 Vortex Helicon Etcher)

(圖十五、Helicon 反應器結構圖(MØRITM Helicon Reactor))

參 考文獻:
1. B. N. Chapman, Glow Discharge Processes, John Wiley & Sons, 19802. J. L. Vossen, W. Kern, Thin Film Processes II, Academic Press, 19913. M. A. Lieberman, A. J. Lichtenberg, Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, John Wiley & Sons, 19944. M. Konuma, Film Deposition by Plasma Techniques, Springer-Verlag, 19925. 洪昭南, 電漿反應器, 化工技術, 19956. 洪昭南, 郭有斌, 以化學氣相沉積法成長半導體薄膜, 化工技術, 2000

 

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