JPH0722038B2 - プローブ特性中の空間電位の検出装置 - Google Patents
プローブ特性中の空間電位の検出装置Info
- Publication number
- JPH0722038B2 JPH0722038B2 JP63126332A JP12633288A JPH0722038B2 JP H0722038 B2 JPH0722038 B2 JP H0722038B2 JP 63126332 A JP63126332 A JP 63126332A JP 12633288 A JP12633288 A JP 12633288A JP H0722038 B2 JPH0722038 B2 JP H0722038B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- probe
- potential
- space potential
- zero
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はプラズマの空間電位を検出する装置に係わり、
特に、プラズマ中にプローブを挿入して空間電位を高
速、かつ高信頼度で検出する装置に関する。
特に、プラズマ中にプローブを挿入して空間電位を高
速、かつ高信頼度で検出する装置に関する。
（従来技術および問題点） 第３図はプローブ電圧（ＶＰ）電流（ｉＰ）特性の典型
例を示したものであるが、同特性から直接空間電位を決
定すると、誤差を招くため、通常は第４図に示すよう
に、同特性を対数電流値で書き換えて、電子電流反撥領
域の延長線と電子電流飽和領域の延長線の交点を空間電
位とする方法が採られてきた。しかし、この方法は測定
時間や人的判断を必要とし、その適用範囲は低温プラズ
マに限定され、検出温度範囲が狭く、また、プローブ表
面に不純物を堆積させ易い反応性プラズマへの応用にも
問題があった。
例を示したものであるが、同特性から直接空間電位を決
定すると、誤差を招くため、通常は第４図に示すよう
に、同特性を対数電流値で書き換えて、電子電流反撥領
域の延長線と電子電流飽和領域の延長線の交点を空間電
位とする方法が採られてきた。しかし、この方法は測定
時間や人的判断を必要とし、その適用範囲は低温プラズ
マに限定され、検出温度範囲が狭く、また、プローブ表
面に不純物を堆積させ易い反応性プラズマへの応用にも
問題があった。
（考案が解決しようとする課題） 一般に、空間電位は、プラズマの状態を知る上で重要で
あるが、電子密度を算定する場合に不可欠の物理量であ
り、更に、プラズマ中の電子のエネルギー分布を求める
場合の基準値となるものである。従来法にしたがいグラ
フ上から、これを求めるのでは、単に適用範囲が狭いだ
けでなく、精度を改善しえない。
あるが、電子密度を算定する場合に不可欠の物理量であ
り、更に、プラズマ中の電子のエネルギー分布を求める
場合の基準値となるものである。従来法にしたがいグラ
フ上から、これを求めるのでは、単に適用範囲が狭いだ
けでなく、精度を改善しえない。
本発明の目的は、低温から高温までの各種プラズマ、工
業的に応用の広い反応性プラズマを対象に、高速、かつ
高精度で空間電位を検出できる装置を提供することにあ
る。
業的に応用の広い反応性プラズマを対象に、高速、かつ
高精度で空間電位を検出できる装置を提供することにあ
る。
（課題を解決するための手段） 上述した問題点は、プローブ特性曲線上における、電子
電流反撥領域と電子電流飽和領域の境界に生じる湾曲点
を電子回路的に精度良く検出することによって解決され
る。具体的には、プローブ電流の検出回路、この検出さ
れたプローブ電流信号の二次微分信号を求める二次微分
回路、この二次微分信号がゼロ電位を交叉する点を検出
するための第一のゼロ点検回路、前記検出されたプロー
ブ電流信号がゼロ電位を交叉する点を検出するための第
二のゼロ点検出回路、前記の両ゼロ点検出回路の出力信
号によりプローブ電圧を抽出するサンプル・ホールド回
路を備える本発明の空間電位検出装置によって解決され
る。
電流反撥領域と電子電流飽和領域の境界に生じる湾曲点
を電子回路的に精度良く検出することによって解決され
る。具体的には、プローブ電流の検出回路、この検出さ
れたプローブ電流信号の二次微分信号を求める二次微分
回路、この二次微分信号がゼロ電位を交叉する点を検出
するための第一のゼロ点検回路、前記検出されたプロー
ブ電流信号がゼロ電位を交叉する点を検出するための第
二のゼロ点検出回路、前記の両ゼロ点検出回路の出力信
号によりプローブ電圧を抽出するサンプル・ホールド回
路を備える本発明の空間電位検出装置によって解決され
る。
（作用および発明の効果） 本発明においては、プローブ電圧を正イオン電流飽和領
域から電子電流飽和領域に向けて掃引し、得られるプロ
ーブ特性曲線につき、特に、電子電流反撥領域から電子
電流飽和領域に至る間に生じる湾曲点を、プローブ電流
がゼロ点を交差した後の上記特性曲線の二次微分信号か
ら求めるもので、検出法自体の信頼性が高く、高精度か
つ高速性に富み、広範な適用性を有するプラズマの空間
電位の検出装置が開発できた。
域から電子電流飽和領域に向けて掃引し、得られるプロ
ーブ特性曲線につき、特に、電子電流反撥領域から電子
電流飽和領域に至る間に生じる湾曲点を、プローブ電流
がゼロ点を交差した後の上記特性曲線の二次微分信号か
ら求めるもので、検出法自体の信頼性が高く、高精度か
つ高速性に富み、広範な適用性を有するプラズマの空間
電位の検出装置が開発できた。
（実施例） 以下に、本発明の一実施例である第１図のブロック図お
よび第２図の各部動作波形を参照しつつ詳細に説明す
る。
よび第２図の各部動作波形を参照しつつ詳細に説明す
る。
プラズマ中にプローブ電極Ｐを挿入し、掃引電圧発生回
路１の信号Vpに対応して流れるプローブ電流ipを電流検
出回路２によって検出する。これより、第２図ａ）に示
すプローブ特性を得る。この電流検出信号は二次微分回
路３で二階微分され、同図ｂ）に示す二次微分信号とな
るのであるが、この信号中、特に、電子電流反撥領域か
ら電子電流飽和領域の境界において、ゼロ電位と交叉す
る点が空間電位Vsであって、第一のゼロ点検出回路４は
同図ｃ）に示すように、この点Vsを検出する。ただし、
通常雑音が存在するため、正イオン電流飽和領域におけ
る二次微分信号はゼロ電位と交叉する。そこで、第二の
ゼロ点検出回路５を用いて、同図ｄ）に示すように、浮
動電位Vfを検出し、上記正イオン電流飽和領域以外の領
域を特定する。これより、ゲート回路６は同図ｅ）に示
す出力を生じ、その出力の立ち上がり時において、サン
プル・ホールド回路７は、その入力である掃引電圧発生
回路出力を同図ｆ）示すように、抽出保持する。以上よ
り、サンプル・ホールド回路７からは、プローブ電圧の
掃引毎に、空間電位を表す出力Vsが得られる。
路１の信号Vpに対応して流れるプローブ電流ipを電流検
出回路２によって検出する。これより、第２図ａ）に示
すプローブ特性を得る。この電流検出信号は二次微分回
路３で二階微分され、同図ｂ）に示す二次微分信号とな
るのであるが、この信号中、特に、電子電流反撥領域か
ら電子電流飽和領域の境界において、ゼロ電位と交叉す
る点が空間電位Vsであって、第一のゼロ点検出回路４は
同図ｃ）に示すように、この点Vsを検出する。ただし、
通常雑音が存在するため、正イオン電流飽和領域におけ
る二次微分信号はゼロ電位と交叉する。そこで、第二の
ゼロ点検出回路５を用いて、同図ｄ）に示すように、浮
動電位Vfを検出し、上記正イオン電流飽和領域以外の領
域を特定する。これより、ゲート回路６は同図ｅ）に示
す出力を生じ、その出力の立ち上がり時において、サン
プル・ホールド回路７は、その入力である掃引電圧発生
回路出力を同図ｆ）示すように、抽出保持する。以上よ
り、サンプル・ホールド回路７からは、プローブ電圧の
掃引毎に、空間電位を表す出力Vsが得られる。
上記の説明から明らかなように、第一のゼロ点検出回路
のの出力信号が得られた後の、第二のゼロ点検出回路の
出力信号が得られた時のプローブ電圧（掃引電圧）を求
めれば、その値が空間電位となる。従って、第１図に示
された回路の他に、種々の別の形態の回路を当業者は容
易に想起出来ることは言うまでもない。
のの出力信号が得られた後の、第二のゼロ点検出回路の
出力信号が得られた時のプローブ電圧（掃引電圧）を求
めれば、その値が空間電位となる。従って、第１図に示
された回路の他に、種々の別の形態の回路を当業者は容
易に想起出来ることは言うまでもない。
第１図は、本発明に基づくプローブ特性中の空間電位の
検出装置のブロック図、 第２図ａ）〜ｆ）は、上記ブロック図における各部の動
作波形図、 第３図および第４図は、それぞれ、プローブ特性および
その対数特性を示すグラフ。 （符号の説明） Ｐ……プローブ電極。 １……掃引電圧発生回路。 ２……電流検出回路。 ３……二次微分回路。 ４……第一のゼロ点検出回路。 ５……第二のゼロ点検出回路。 ６……ゲート回路。 ７……サンプル・ホールド回路。
検出装置のブロック図、 第２図ａ）〜ｆ）は、上記ブロック図における各部の動
作波形図、 第３図および第４図は、それぞれ、プローブ特性および
その対数特性を示すグラフ。 （符号の説明） Ｐ……プローブ電極。 １……掃引電圧発生回路。 ２……電流検出回路。 ３……二次微分回路。 ４……第一のゼロ点検出回路。 ５……第二のゼロ点検出回路。 ６……ゲート回路。 ７……サンプル・ホールド回路。
Claims (1)
- 【請求項１】プローブ電流の検出回路、この検出された
プローブ電流信号の二次微分信号を求める二次微分回
路、この二次微分信号がゼロ電位を交叉する点を検出す
るための第一のゼロ点検出回路、前記検出されたプロー
ブ電流信号がゼロ電位を交叉する点を検出するための第
二のゼロ点検出回路、前記の両ゼロ点検出回路の出力信
号によりプローブ電圧を抽出するサンプル・ホールド回
路を備える空間電位検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63126332A JPH0722038B2 (ja) | 1988-05-24 | 1988-05-24 | プローブ特性中の空間電位の検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63126332A JPH0722038B2 (ja) | 1988-05-24 | 1988-05-24 | プローブ特性中の空間電位の検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01296598A JPH01296598A (ja) | 1989-11-29 |
| JPH0722038B2 true JPH0722038B2 (ja) | 1995-03-08 |
Family
ID=14932564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63126332A Expired - Lifetime JPH0722038B2 (ja) | 1988-05-24 | 1988-05-24 | プローブ特性中の空間電位の検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0722038B2 (ja) |
-
1988
- 1988-05-24 JP JP63126332A patent/JPH0722038B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01296598A (ja) | 1989-11-29 |
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