RU2615054C1 - Method of measuring absorbed power per unit volume of microwave discharge plasma in hydrogen-containing gas - Google Patents

Method of measuring absorbed power per unit volume of microwave discharge plasma in hydrogen-containing gas Download PDF

Info

Publication number
RU2615054C1
RU2615054C1 RU2015155907A RU2015155907A RU2615054C1 RU 2615054 C1 RU2615054 C1 RU 2615054C1 RU 2015155907 A RU2015155907 A RU 2015155907A RU 2015155907 A RU2015155907 A RU 2015155907A RU 2615054 C1 RU2615054 C1 RU 2615054C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plasma
microwave
microwave discharge
discharge
volume
Prior art date
Application number
RU2015155907A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Александрович Лобаев
Сергей Александрович Богданов
Дмитрий Борисович Радищев
Анатолий Леонтьевич Вихарев
Алексей Михайлович Горбачёв
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН)
Priority to RU2015155907A priority Critical patent/RU2615054C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2615054C1 publication Critical patent/RU2615054C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/66—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light electrically excited, e.g. electroluminescence
    • G01N21/68—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light electrically excited, e.g. electroluminescence using high frequency electric fields
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: implementation of the proposed method of measuring the power absorbed per unit volume of the microwave discharge, get a microwave discharge in hydrogen-containing gas, photographed plasma microwave discharge through the filter, releasing a line of the Balmer series, on optical radiation intensity is determined discharge plasma boundary is calculated occupied by the plasma volume and total power absorbed by the plasma. Power absorbed by the unit volume of microwave discharge, calculated as the ratio of the total power absorbed by the plasma to the volume occupied by the plasma.
EFFECT: improving accuracy of measurements.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технологии осаждения алмазных пленок из газовой фазы CVD (chemical vaper deposition) методом и может быть использовано, например, для проведения сравнения различных CVD реакторов и выбора реактора с наилучшими характеристиками.The invention relates to technology for the deposition of diamond films from the gas phase CVD (chemical vaper deposition) method and can be used, for example, to compare different CVD reactors and select the reactor with the best characteristics.

Алмазные пленки, полученные CVD методом, находят применение в различных областях науки и техники. В частности, толстые поликристаллические алмазные пленки (пластины) используются в качестве выходных окон мощных СВЧ генераторов, а также в качестве высокоэффективных отводов тепла. Монокристаллические алмазные пленки могут использоваться для изготовления мощных полупроводниковых приборов. Нанокристаллические алмазные пленки применяются в качестве покрытий с предельно низкой шероховатостью, что важно в трибологических и механических приложениях. Еще одна сфера применения таких пленок - эмиттеры для плоских дисплеев и автоэмиссионные катоды в вакуумной электронике. При этом существенным для применения являются не только уникальные свойства алмазных пленок, но и скорость их роста, важная с точки зрения экономической рентабельности. По мере развития науки и техники предъявляются все более жесткие требования к характеристикам создаваемых алмазных пленок, к удешевлению и оптимизации процесса их производства.Diamond films obtained by the CVD method are used in various fields of science and technology. In particular, thick polycrystalline diamond films (wafers) are used as output windows of high-power microwave generators, as well as highly efficient heat dissipations. Single-crystal diamond films can be used for the manufacture of high-power semiconductor devices. Nanocrystalline diamond films are used as coatings with extremely low roughness, which is important in tribological and mechanical applications. Another area of application for such films is emitters for flat displays and field emission cathodes in vacuum electronics. At the same time, not only the unique properties of diamond films are essential for application, but also their growth rate, which is important from the point of view of economic profitability. With the development of science and technology, more stringent requirements are placed on the characteristics of the created diamond films, on the cheapening and optimization of the process of their production.

Необходимым условием для получения алмазных пленок в углеродсодержащей газовой среде является наличие атомарного водорода вблизи поверхности, на которой осаждается пленка. Скорость роста алмазных пленок в CVD реакторах зависит от концентрации атомарного водорода, которая определяется величиной поглощаемой мощности в единице объема плазмы (K.W. Hemawan, Т.А. Grotjohn, D.K. Reinhard, J. Asmussen, Improved microwave plasma cavity reactor for diamond synthesis at high-pressure and high power density / Diam. Relat. Mater. 2010. V. 19. P. 1446-1452.) Поглощаемая мощность в единице объема плазмы СВЧ разряда определяется как отношение полной поглощаемой в плазме СВЧ мощности к объему плазмы. Полную поглощаемую в плазме СВЧ мощность можно измерить с высокой точностью. Основная ошибка в определении поглощаемой мощности в единице объема плазмы СВЧ разряда связана с неоднозначным определением объема плазмы.A necessary condition for obtaining diamond films in a carbon-containing gas medium is the presence of atomic hydrogen near the surface on which the film is deposited. The growth rate of diamond films in CVD reactors depends on the concentration of atomic hydrogen, which is determined by the absorbed power per unit volume of the plasma (KW Hemawan, T.A. Grotjohn, DK Reinhard, J. Asmussen, Improved microwave plasma cavity reactor for diamond synthesis at high- pressure and high power density / Diam. Relat. Mater. 2010. V. 19. P. 1446-1452.) The absorbed power per unit volume of a microwave plasma discharge is defined as the ratio of the total absorbed microwave power in a plasma to the plasma volume. The total microwave power absorbed in a plasma can be measured with high accuracy. The main error in determining the absorbed power per unit volume of a microwave plasma discharge is associated with an ambiguous determination of the plasma volume.

Известно несколько способов определения поглощаемой мощности в единице объема плазмы СВЧ разряда в CVD реакторах. Наиболее распространенным является способ определения поглощенной мощности в единице объема плазмы СВЧ разряда с помощью фотографии, которую используют для определения объема плазмы СВЧ разряда. Фотографию масштабируют, используя какой-нибудь пространственный масштаб в области разряда. После этого предлагают правило, по которому выбирают границу плазмы. Затем, учитывая аксиальную симметрию плазмы, вычисляется ее объем.Several methods are known for determining the absorbed power per unit volume of a microwave plasma discharge in CVD reactors. The most common is the method of determining the absorbed power per unit volume of a microwave plasma discharge using a photograph, which is used to determine the plasma volume of a microwave discharge. The photo is scaled using some spatial scale in the discharge region. After that, they propose a rule by which the plasma boundary is chosen. Then, taking into account the axial symmetry of the plasma, its volume is calculated.

Так, например, известен способ определения поглощаемой мощности в единице объема плазмы в водородсодержащем газе (диссертация Nadira Derkaoui "

Figure 00000001
des plasmas micro-ondes
Figure 00000002
haute
Figure 00000003
de puissance en
Figure 00000004
H2-CH4 et H2-CH4-B2H6 pour le
Figure 00000005
de diamant", 2012), заключающийся в том, что проводят измерение интенсивности линии излучения аргона, добавленного для диагностики, с длиной волны 750.4 нм вдоль оси симметрии разряда. Затем делают предположение, что поглощаемая мощность в единице объема плазмы СВЧ разряда распределена в пространстве так же, как интенсивность линии аргона. Далее величину поглощаемой мощности в единице объема плазмы СВЧ разряда вычисляют усреднением неоднородного пространственного распределения интенсивности линии аргона. В этом способе никак не оценивается ошибка измерений. По нашим оценкам ошибка измерения поглощаемой мощности в единице объема плазмы СВЧ разряда этим способом превышает 100%.So, for example, a method for determining the absorbed power per unit volume of a plasma in a hydrogen-containing gas is known (dissertation by Nadira Derkaoui "
Figure 00000001
des plasmas micro-ondes
Figure 00000002
haute
Figure 00000003
de puissance en
Figure 00000004
H2-CH4 et H2-CH4-B2H6 pour le
Figure 00000005
de diamant ", 2012), which consists in measuring the intensity of the emission line of argon, added for diagnostics, with a wavelength of 750.4 nm along the axis of symmetry of the discharge. Then, it is assumed that the absorbed power per unit volume of the plasma microwave discharge is distributed in space so the same as the intensity of the argon line. Next, the absorbed power per unit volume of the microwave discharge plasma is calculated by averaging the inhomogeneous spatial distribution of the intensity of the argon line. In this method, no error is estimated According to our estimates, the error in measuring the absorbed power in a unit volume of a microwave plasma discharge by this method exceeds 100%.

Измерение поглощаемой мощности в единице объема плазмы СВЧ разряда можно осуществить способом, предложенным в статье Hemawan K.W., Grotjohn Т.А., Rein-hard D.K., Asmussen J. Improved microwave plasma cavity reactor for diamond synthesis at high-pressure and high power density / Diam. Relat. Mater. 2010. V. 19. P. 1446-1452, который выбран в качестве прототипа. Способ-прототип заключается в том, что поглощаемую мощность в единице объема плазмы СВЧ разряда определяют как отношение полной поглощаемой в плазме СВЧ мощности к объему плазмы СВЧ разряда. Объем плазмы СВЧ разряда определяют по масштабированным фотографиям светимости разряда во всем оптическом диапазоне спектра. Границу области разряда, по которой вычисляют объем плазмы СВЧ разряда, определяют по яркому центральному ядру плазмы.Measurement of absorbed power per unit volume of a microwave plasma discharge can be carried out by the method proposed in the article Hemawan KW, Grotjohn T.A., Rein-hard DK, Asmussen J. Improved microwave plasma cavity reactor for diamond synthesis at high-pressure and high power density / Diam. Relat. Mater. 2010. V. 19. P. 1446-1452, which is selected as a prototype. The prototype method consists in the fact that the absorbed power per unit volume of the plasma microwave discharge is defined as the ratio of the total absorbed microwave plasma power to the plasma volume of the microwave discharge. The plasma volume of the microwave discharge is determined from the scaled photographs of the discharge luminosity in the entire optical range of the spectrum. The boundary of the discharge region from which the microwave plasma volume is calculated is determined by the bright central plasma core.

Недостатком способа прототипа является использование интегральной светимости разряда, в том числе и не водородсодержащих линий излучения, для измерения поглощаемой мощности в единице объема плазмы СВЧ разряда, так как не очевидна ее связь с областью пространства, где происходит поглощение энергии, а также определение границы разряда по переходу между центральной ярко светящейся областью и остальным оптическим свечением разряда. В этом способе авторы тоже не приводят ошибку измерений. По нашим оценкам ошибка измерения поглощаемой мощности в единице объема плазмы СВЧ разряда этим способом также превышает 100%.The disadvantage of the prototype method is the use of the integrated luminosity of the discharge, including non-hydrogen-containing radiation lines, to measure the absorbed power per unit volume of the microwave plasma discharge, since its connection with the region of space where energy absorption occurs, as well as determining the boundary of the discharge by transition between the central brightly luminous region and the rest of the optical discharge glow. In this method, the authors also do not give a measurement error. According to our estimates, the error in measuring the absorbed power per unit volume of a microwave plasma discharge by this method also exceeds 100%.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка способа, позволяющего повысить точность измерения поглощаемой мощности в единице объема плазмы СВЧ разряда в водородсодержащем газе.The problem to which the present invention is directed, is to develop a method to improve the accuracy of measuring the absorbed power per unit volume of a microwave plasma discharge in a hydrogen-containing gas.

Технический результат в разработанном способе достигается тем, что измеряют полную поглощаемую в плазме СВЧ мощность, фотографируют плазму СВЧ разряда, определяют границу плазмы СВЧ разряда по интенсивности оптического излучения для нахождения ее объема, вычисляют поглощаемую мощность в единице объема плазмы СВЧ разряда как отношение полной поглощаемой в плазме СВЧ мощности к объему плазмы СВЧ разряда.The technical result in the developed method is achieved by measuring the total microwave power absorbed in the plasma, photographing the microwave plasma, determining the boundary of the microwave plasma by the intensity of the optical radiation to find its volume, calculating the absorbed power per unit volume of the microwave plasma as the ratio of the total absorbed in microwave power plasma to the volume of the microwave plasma discharge.

Новым в разработанном способе является то, что фотографируют плазму СВЧ разряда цифровой зеркальной камерой через оптический фильтр, выделяющий линию атома водорода серии Бальмера Нα, применяют линейное преобразование интенсивности оптического излучения для каждого пикселя фотографии плазмы СВЧ разряда при обработке информации, используют распределение интенсивности оптического излучения для определения границы объема плазмы СВЧ разряда, выбирая уровень интенсивности не более 15% от максимального значения.New in the developed method is that they photograph microwave plasma by a digital mirror camera through an optical filter that selects the line of the hydrogen atom of the Balmer Hα series, use linear conversion of the intensity of optical radiation for each pixel in a photograph of a plasma of a microwave discharge when processing information, use the distribution of optical radiation intensity to determining the boundary of the plasma volume of the microwave discharge by choosing an intensity level of not more than 15% of the maximum value.

В первом частном случае реализации способа (по п. 2) новым является то, что фотографируют плазму СВЧ разряда с ее изображения, сформированного вспомогательным объективом на матовом экране.In the first particular case of the implementation of the method (according to claim 2), it is new that a microwave discharge plasma is photographed from its image formed by an auxiliary lens on a matte screen.

Во втором частном случае реализации способа (по п. 3) новым является то, что фотографию плазмы СВЧ разряда сохраняют в формате RAW.In the second particular case of the implementation of the method (according to claim 3), it is new that the photo of the microwave discharge plasma is stored in RAW format.

Способ поясняется следующими чертежами.The method is illustrated by the following drawings.

На фиг. 1 приведена схема измерений для общей реализации разработанного способа по п. 1: 1 - резонатор, внутри которого создается плазма; 2 - плазма СВЧ разряда; 3 - оптический фильтр, выделяющий линию атома водорода серии Бальмера Нα; 4 - цифровая зеркальная камера.In FIG. 1 shows the measurement scheme for the overall implementation of the developed method according to p. 1: 1 - the resonator inside which the plasma is created; 2 - microwave plasma discharge; 3 - an optical filter that selects the line of the hydrogen atom of the Balmer Hα series; 4 - digital SLR camera.

На фиг. 2 приведена схема измерений для реализации способа по п. 2: 1 - резонатор, внутри которого создается плазма; 2 - плазма СВЧ разряда; 3 - оптический фильтр, выделяющий линию атома водорода серии Бальмера Нα; 4 - цифровая зеркальная камера, 5 - дополнительный объектив, 6 - матовый экран.In FIG. 2 shows a measurement scheme for implementing the method according to claim 2: 1 — a resonator inside which a plasma is created; 2 - microwave plasma discharge; 3 - an optical filter that selects the line of the hydrogen atom of the Balmer Hα series; 4 - digital SLR camera, 5 - additional lens, 6 - matte screen.

Способ измерения поглощаемой мощности в единице объема плазмы СВЧ разряда в водородсодержащем газе реализуют следующим образом (см. Фиг. 1):The method of measuring the absorbed power per unit volume of the plasma microwave discharge in a hydrogen-containing gas is implemented as follows (see Fig. 1):

Измеряют полную поглощаемую в плазме СВЧ мощность в плазме СВЧ разряда 2, которую создают в резонаторе 1, имеющем обычно цилиндрическую форму. Плазму СВЧ разряда 2 фотографируют цифровой зеркальной камерой 4 через оптический фильтр 3, выделяющий линию атома водорода серии Бальмера Нα. При обработке информации, полученной с ПЗС (прибор с зарядовой связью) матрицы цифровой зеркальной камеры 4, используют только линейные преобразования интенсивности для каждого пикселя фотографии плазмы СВЧ разряда 2. Границу плазмы СВЧ разряда 2 определяют по распределению интенсивности оптического излучения, выбирая уровень интенсивности не более 15% от максимального значения. Поглощаемую мощность в единице объема плазмы СВЧ разряда вычисляют как отношение полной поглощаемой в плазме СВЧ мощности к объему плазмы СВЧ разряда 2.The total microwave power absorbed in the microwave plasma is measured in the plasma of the microwave discharge 2, which is created in the resonator 1, which is usually cylindrical in shape. The plasma of the microwave discharge 2 is photographed by a digital SLR camera 4 through an optical filter 3, which distinguishes the line of the hydrogen atom of the Balmer Hα series. When processing information obtained from a CCD (charge-coupled device) of the matrix of a digital SLR camera 4, only linear intensity transformations are used for each pixel in the photograph of a plasma of a microwave discharge 2. The plasma boundary of a microwave discharge 2 is determined by the distribution of optical radiation intensity, choosing an intensity level of no more 15% of the maximum value. The absorbed power in a unit volume of a microwave plasma discharge is calculated as the ratio of the total absorbed microwave power in a plasma to the plasma volume of a microwave discharge 2.

Реализация способа по п. 2 (см. Фиг. 2) отличается тем, что фотографируют плазму СВЧ разряда 2 с ее изображения, сформированного дополнительным объективом 5 на матовом экране 6. На практике это сильно упрощает процесс фотографирования плазмы. Однако, поскольку при такой схеме измерения цифровая зеркальная камера 4 оказывается расположенной под углом, дополнительно сравнивают фотографию плазмы СВЧ разряда 2 с фотографией образца прямоугольной формы, помещенного на место разряда (по нему также определяют линейные размеры на фотографии), и путем последующего пересчета при обработке фотографии плазмы СВЧ разряда 2 корректируют имеющиеся геометрические искажения.The implementation of the method according to claim 2 (see Fig. 2) is characterized in that they photograph the microwave discharge plasma 2 from its image formed by an additional lens 5 on the matte screen 6. In practice, this greatly simplifies the process of photographing the plasma. However, since with this measurement scheme the digital SLR camera 4 is located at an angle, they additionally compare the photograph of the microwave plasma discharge 2 with the photograph of a rectangular-shaped sample placed at the discharge site (it also determines the linear dimensions in the photograph), and by subsequent recounting during processing photos of plasma microwave discharge 2 correct the existing geometric distortion.

Реализация способа по п. 3 отличается тем, что фотографию плазмы СВЧ разряда 2 сохраняют в формате RAW (необработанные данные) для получения информации непосредственно с ПЗС матрицы цифровой зеркальной камеры 4 без искажений, связанных с обработкой данных, которая происходит при сохранении в другие форматы. Использование других форматов, например JPEG, приводит к нелинейным преобразованиям интенсивности оптического излучения, полученной с ПЗС матрицы цифровой зеркальной камеры 4, в общем случае с неизвестным профилем. Уменьшение искажений при передаче и обработке получаемой информации, соответственно, влечет за собой повышение точности предлагаемого способа измерения поглощаемой мощности в единице объема плазмы СВЧ разряда.The implementation of the method according to claim 3 is characterized in that the photo of the microwave discharge plasma 2 is saved in RAW format (raw data) to obtain information directly from the CCD of the digital SLR camera 4 without distortions associated with the processing of data that occurs when saving to other formats. The use of other formats, for example, JPEG, leads to nonlinear transformations of the intensity of optical radiation obtained from the CCD of a digital SLR camera 4, in the general case with an unknown profile. The reduction of distortions in the transmission and processing of the received information, respectively, entails an increase in the accuracy of the proposed method for measuring absorbed power in a unit volume of a microwave plasma discharge.

По расчетам авторов, предлагаемый способ позволяет определять поглощаемую мощность в единице объема плазмы СВЧ разряда в водородсодержащем газе с ошибкой не более 20-30%, что является хорошим результатом по сравнению с аналогами и прототипом. Такой относительно невысокой ошибки удается достичь из-за использования в способе интенсивности излучения линии атома водорода серии Бальмера Нα, потому что, во-первых, эта линия обладает высокой интенсивностью и легко регистрируется и, во-вторых, согласно расчетам авторов, ее пространственное распределение наиболее близко, по сравнению с другими линиями излучения плазмы, совпадает с распределением поглощаемой мощности в единице объема плазмы СВЧ разряда в водородсодержащем газе. Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает измерение поглощаемой мощности в единице объема плазмы СВЧ разряда в водородсодержащем газе с достаточно высокой точностью и позволяет проводить корректное сравнение режимов осаждения алмазных пленок в различных плазмохимических CVD реакторах.According to the calculations of the authors, the proposed method allows to determine the absorbed power per unit volume of the plasma of a microwave discharge in a hydrogen-containing gas with an error of not more than 20-30%, which is a good result in comparison with analogues and prototype. Such a relatively low error can be achieved due to the use of the Balmer Hα series of the hydrogen atom line in the radiation intensity method, because, firstly, this line has a high intensity and is easily detected and, secondly, according to the authors' calculations, its spatial distribution is most close, in comparison with other plasma emission lines, coincides with the distribution of absorbed power per unit volume of the microwave plasma discharge in a hydrogen-containing gas. Thus, the proposed method provides a measurement of the absorbed power in a unit volume of a microwave plasma discharge in a hydrogen-containing gas with sufficiently high accuracy and allows a correct comparison of the deposition of diamond films in various plasma-chemical CVD reactors.

Claims (3)

1. Способ измерения поглощаемой мощности в единице объема плазмы СВЧ разряда в водородсодержащем газе, в котором измеряют полную поглощаемую в плазме СВЧ мощность, фотографируют плазму СВЧ разряда, определяют границу плазмы СВЧ разряда по интенсивности оптического излучения для нахождения ее объема, вычисляют поглощаемую мощность в единице объема плазмы СВЧ разряда как отношение полной поглощаемой в плазме СВЧ мощности к объему плазмы СВЧ разряда, отличающийся тем, что фотографируют плазму СВЧ разряда цифровой зеркальной камерой через оптический фильтр, выделяющий линию атома водорода серии Бальмера Нα, применяют линейное преобразование интенсивности оптического излучения для каждого пикселя фотографии плазмы СВЧ разряда при обработке информации, используют распределение интенсивности оптического излучения для определения границы объема плазмы СВЧ разряда, выбирая уровень интенсивности не более 15% от максимального значения.1. A method of measuring absorbed power in a unit volume of a plasma of a microwave discharge in a hydrogen-containing gas, which measures the total absorbed microwave power in a plasma, photographs a plasma of a microwave discharge, determines the boundary of a plasma of a microwave discharge from the intensity of optical radiation to find its volume, calculates the absorbed power in unit the plasma volume of the microwave discharge as the ratio of the total microwave power absorbed in the plasma to the plasma volume of the microwave discharge, characterized in that they photograph the microwave plasma by a digital mirror camera through an optical filter separating the line of the hydrogen atom of the Balmer Hα series, a linear conversion of the intensity of optical radiation is applied for each pixel of a photograph of a microwave discharge plasma when processing information, the distribution of the intensity of optical radiation is used to determine the boundary of the volume of a microwave discharge plasma, choosing an intensity level of no more than 15% of the maximum values. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фотографируют плазму СВЧ разряда с ее изображения, сформированного вспомогательным объективом на матовом экране.2. The method according to p. 1, characterized in that they photograph the plasma of the microwave discharge from its image formed by an auxiliary lens on a matte screen. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фотографию плазмы СВЧ разряда сохраняют в формате RAW.3. The method according to p. 1, characterized in that the photo of the plasma of the microwave discharge is stored in RAW format.
RU2015155907A 2015-12-25 2015-12-25 Method of measuring absorbed power per unit volume of microwave discharge plasma in hydrogen-containing gas RU2615054C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015155907A RU2615054C1 (en) 2015-12-25 2015-12-25 Method of measuring absorbed power per unit volume of microwave discharge plasma in hydrogen-containing gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015155907A RU2615054C1 (en) 2015-12-25 2015-12-25 Method of measuring absorbed power per unit volume of microwave discharge plasma in hydrogen-containing gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2615054C1 true RU2615054C1 (en) 2017-04-03

Family

ID=58506923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015155907A RU2615054C1 (en) 2015-12-25 2015-12-25 Method of measuring absorbed power per unit volume of microwave discharge plasma in hydrogen-containing gas

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2615054C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU275512A1 (en) * А. Н. Хвощев, Л. И. Щукин , А. Г. Костин DEVICE FOR MEASURING THE PLASMA ABSORPTION COEFFICIENT
RU2193167C2 (en) * 2000-04-13 2002-11-20 Дагестанский государственный университет Method of determination of spectral characteristics of radiating object
JP2006132960A (en) * 2004-11-02 2006-05-25 Japan Atomic Energy Agency High frequency power measurement device in high frequency induction heating device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU275512A1 (en) * А. Н. Хвощев, Л. И. Щукин , А. Г. Костин DEVICE FOR MEASURING THE PLASMA ABSORPTION COEFFICIENT
RU2193167C2 (en) * 2000-04-13 2002-11-20 Дагестанский государственный университет Method of determination of spectral characteristics of radiating object
JP2006132960A (en) * 2004-11-02 2006-05-25 Japan Atomic Energy Agency High frequency power measurement device in high frequency induction heating device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
S.S. Harilal, Binhu Harilal. Experimental Studies of the Energy Absorption and Emission from Laser Induced Spark in Air/ University of California. - 30.01.2002. Л.М. Василяк, А.В. Красночуб. Метод измерения поглощенной энергии в электрических разрядах наносекундной длительности / Электронная обработка материалов, 2013, 49(5), с. 74-80. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jantzen et al. Nanodiamonds carrying silicon-vacancy quantum emitters with almost lifetime-limited linewidths
TW200908814A (en) Measuring method and device of plasma electron temperature
Zweben et al. Structure and motion of edge turbulence in the National Spherical Torus Experiment and Alcator C-Mod
Du et al. A time-walk correction method for PET detectors based on leading edge discriminators
Zalach et al. Iterative Boltzmann plot method for temperature and pressure determination in a xenon high pressure discharge lamp
Kavner et al. High-pressure melting curve of platinum
Blackwell et al. Precision measurement of relative oscillator strengths—i fundamental technique: A first application to mn i
Bai et al. Neutral gas temperature measurements of high-power-density fluorocarbon plasmas by fitting swan bands of C2 molecules
RU2615054C1 (en) Method of measuring absorbed power per unit volume of microwave discharge plasma in hydrogen-containing gas
CN112432936A (en) Rapid quantitative imaging characterization method for life space distribution of semiconductor wafer excess carriers
Taheri et al. Geant4 simulation of zinc oxide nanowires in anodized aluminum oxide template as a low energy X-ray scintillator detector
Mukasa et al. Temperature distributions of radio-frequency plasma in water by spectroscopic analysis
Needleman et al. Rapid dislocation‐density mapping of as‐cut crystalline silicon wafers
Kechkar et al. Investigation of atomic oxygen density in a capacitively coupled O2/SF6 discharge using two-photon absorption laser-induced fluorescence spectroscopy and a Langmuir probe
Tao et al. Full-field hard X-ray nano-tomography at SSRF
CN117268578A (en) Device and method for non-contact temperature detection based on phosphorescent material
Westermeier et al. A study of electrode temperature lowering in Dy-containing ceramic metal halide lamps: II. An investigation of the converse effect of Tl and/or Na additives
CN105300550B (en) A kind of measuring method and system of the distribution of device micro-meter scale two-dimension temperature
TW201043943A (en) System and method for determining surface recombination velocity
Pal et al. VUV radiation flux from argon DC magnetron plasma
TW201314753A (en) End point monitoring method for plasma etching process
Rathore et al. Design of a portable optical emission tomography system for microwave induced compact plasma for visible to near-infrared emission lines
Pogue et al. The effect of residual stress on photoluminescence in multi-crystalline silicon wafers
Westermeier et al. Visualization of the gas-phase emitter effect of dysprosium in ceramic metal halide lamps
CN103926021A (en) Method for determining electron temperature of plasma

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191226