비대칭 전극 구조의 축전 결합 플라즈마에서의 방전 특성과 전력 소비 모드 전이에 관한 연구

Abstract

본 연구는 비대칭 전극 구조의 축전 결합 플라즈마에서 전기적 특성과 플라즈마 변수를 다양한 아르곤 기체 압력 범위에서 실험적으로 연구하였다. 낮은 방전 전류 영역에서 플라즈마에 전달된 전력은 전류에 비례하게 증가하는 반면, 높은 방전 전류 영역에서 전력은 전류의 제곱에 비례하여 증가하였다. 이것은 방전 초기에는 전력이 벌크 플라즈마에서 전자에 의해 소비되다가 점차 쉬스에서 이온 가속화로 쓰이기 때문이다. 높은 방전 전류 영역에서 방전 저항의 전이 또한 전력 소비 모드의 전이와 함께 관찰 되었다. 200 mTorr의 기체 압력에서, 전력 소비 모드 전이가 나타났고, 기체 압력이 감소함에 따라, 전이는 더욱 낮은 방전 전류 범위에서 일어났다. 낮은 인가 전력 또는 방전 전류에서 플라즈마 밀도는 선형적으로 증가하다가, 인가 전력 또는 방전 전류가 증가함에 따라, 그 변화는 기체의 압력에 따라 다른 양상을 보였다. 이러한 전기적 특성 및 플라즈마 변수의 변화는, 주로 극심한 비대칭 구조를 갖는 축전 결합 플라즈마에서 DC 자기 바이어스의 영향을 받은 전력 소비 모드 전이에 의한 것이다.