小功率平面微帶電感耦合微波等離子體源的研究.pdf

1、基于微系統的小功率微波等離子體技術是一項近幾年發(fā)展起來的集微電子技術、微波技術和等離子體技術于一體的高新技術。其基本思想是采用微帶電路通過小功率微波激勵小尺寸的等離子體，例如用不超過3～5瓦的微波功率使氣體電離，產生10毫米甚至0.2毫米尺寸的等離子體。這種基于微系統的小功率微波等離子體具有很多突出優(yōu)點，如結構簡單、使用壽命長、狀態(tài)穩(wěn)定、無電極污染、易與其它MEMS器件集成等等。由于此項技術在生物MEMS的殺菌消毒、小尺寸材料的處理以及

2、微化學分析系統等領域具有良好的應用前景，因而受到越來越廣泛的關注。本文根據小功率等離子體源的小型化要求，重點研究微帶電感耦合等離子體源(ICP)激勵天線的設計原理并加以研制。 本文在射頻MICP的基礎上，根據小型化等離子體源和小功率微帶螺旋電感耦合諧振天線的理論，研究電感耦合等離子體源天線的等效電路，分析等離子體激勵后對諧振天線的影響，通過理論分析，建立模型，提出了一種至上而下(Top-down)的設計方法，并使用MatLab對

3、其進行理論計算，簡化了微型ICP天線設計流程。 為了驗證理論計算，本文運用軟件進行仿真，設計了一個諧振在2.45GHz的微帶電感耦合等離子體源(ICP)激勵天線，研究相關參數對微帶諧振器性能的影響。仿真發(fā)現螺旋線圈的尺寸對諧振頻率的影響最明顯，其中螺旋線圈外徑對頻率的調整范圍較大，當其他參數不變而增大外徑D<,0>時，諧振頻率減??；隨著介質基片介電常數的增大，諧振頻率開始減小，輻射效率降低。理論計算結果與實驗結果比較基本符合。本