等离子体鞘层是等离子体加工过程是最重要而又最复杂的区域,关于鞘层特性的理论和实验研究对于揭示过程机理,提高反应速率具有重要意义.该文利用静电探针、离子能量分析器、发射光谱和质谱等多种诊断手段,对两种各具特色的等离子加工过程(ECR微波等郭子体氮化和EACVD金刚石薄膜沉积过程)的鞘层特性进行诊断研究,结合加工样品表征,对其过程机理进行了初步探讨.对于前者,研究人员着重讨论偏压对鞘层和离子能量分布的影响;对后者则以对基板表面的活性粒子组成的研究为主.另外,在ECR放电过程中,离子能量分布是由等离子体电位和电离率的分布共同决定的,而电子密度和温度分布决定了电离率的分布.因此,通过改变等离子体参数(电子密度、温度和等离子体电位)的空间分布可以改变等离子体中的离子能量分布.气压是影响离子能量分布的另一因素,低气压下离子平均能量较高,离子能量分布宽度较窄.通过对EACVD法沉积金刚石厚膜过程中基板表面的粒子成分研究,研究人员得到了以下结论:EACVD过程中等离子体的主要的粒子成分与碳源种类无关,源气体在进入反应室后,首先在热灯线附近发生热解反应并迅速达到平衡,反应产物在向基板输运过程中发生相互作用生成新的C-H基团或发生相互转移;用C<,2>H<,5>OH放电可以提高金刚石的生长速率,其原因在于生成了CHO和CH<,2>O等含氧基团,使在高碳源浓度下金刚石膜的生长仍能保证高质量;C原子在基板表面的含量相当高,它在金刚石膜沉积过程中所起的作用值得深入研究;C<,2>H<,2>不是非金刚石相的生长粒子,但这旨否对金刚石膜生长有利仍不能肯定.实验的另一收获是发现等离子体中的粒子浓度的分布与等离子体电位有关.