Sheath self bias [Capacitor와 mobility]
2004.06.19 16:59
self bias에 대해서 정확히 알고 계십니다. Matching network에 직렬C 가 있음으로 M/N을 사용할 때 Blocking C는 필요없게 됩니다.
아울러 Insulator를 Electrode위에 놓은 상태라면 이 Insulator가 C 역할을 하게 됨으로 이때도 Blocking C가 없어도 self bias가 형성됩니다. 또한 대부분의 반응기에 전극들의 면적비가 상당합니다. 이유는 반응용기 자체를 접지 전극으로 생각학 수 있기 때문입니다.
이점 참고하시기 바랍니다.
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이 현상을 다음과 같이 이해하면 어렵지 않습니다. A/B 양면을 갖는 capacitor에 한쪽 (A)에는 rf전압을 인가되고 다른 한쪽(B)에는 가벼운 전자와 무거운 이온들로 구성된 플라즈마가 있습나다. A에 인가된 전
압에 따라서 B면에도 위상차가 나지만 전압이 유도될 것 입니다. B면에 유도되는 전압에 따라서 표면과 접촉하던 플라즈마 내의 전자와 이온들이 거동을 시작하면 표면으로 흘러들어 올 것 입니다. 한 주기 내에서 볼때 양의 전위가 B에 유도되면 전자들이 음의 전위가 유도되면 이온들이 표면으로 입사 될 것입니다. 이때 전자의 유동도가 이온의 유동에 비해서 매우커서, 즉 질량차에 의해서 보다 많은수의 전자들이 B면에 축적되게 될 것이며 주기가 반복되면서 표면의 전위를 계속해서 음으로 낮추는 결과를 초래합니다. 하면 언제까지 표면이 음전위를 갖게 될 것인가 하는 질문이 남습니다. 앞의 과정이 계속되면 표면 음전위가 낮아짐으로써 무거운 이온들이 더욱 가속을 받아 속도가 빠르게 되고 반대로 전자들은 속도가 점차 늦어 지게 되면서, 속도와 밀도를 곱한 값 flux, 즉 표면으로 흘러들어오는 전자 전류의 크기와 이온전류의 크기가 같아지는 조건을 만족하게 됩니다. (이는 capacitor임으로 직접 전류가 흐를 수 없기때문에 표면에서의 총 전류값이 0이 되어야 하는 조건을 만족합니다.) 이때 형성되는 B표면의 DC 전위를 Self Bias라 합니다. 따라서 insulator/혹은 semiconductor의 표면에 전압을 인가하기 위해서느 이 방법이 가장 유효하여 반도체 제조에는 늘 사용되는 방법입니다.