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射频等离子体鞘层中粒子输运特性的研究

专 业: 材料物理与化学
关键词: 等离子体 气体放电 流体模型 Monte Carlo 方法
分类号: O461  TB383
形 态: 共 48 页 约 31,440 个字 约 1.504 M内容
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内容摘要


研究射频辉光放电等离子体中各种粒子运动过程的目的是在于定量理解等离子体参量的时空分布和输运特性的规律,从理论上探求气体放电中所发生的物理和化学机制,并进一步为得到高质量的薄膜材料提供最佳工艺参数,对薄膜材料刻蚀或填充的工艺方法的改进提供技术支持。

在等离子体中,鞘层在控制带电粒子向极板(或靶材)方向运动方面起着至关重要的作用。

各种粒子在鞘层中的碰撞和运动将决定离子入射到极板上的能量分布和角度分布等,这在薄膜制备和离子刻蚀方面都是非常重要的。

本文利用一个自洽的流体力学模型,研究了低压高密等离子体中射频鞘层的输运特性。

在计算轰击到极板上离子的入射角分布时,应用了蒙特卡罗(MonteCarlo)方法。

我们模拟了鞘层中电势、电子密度和离子密度的时空分布等。

进一步,研究了射频频率对极板电位、鞘层宽度、极板上入射离子的能量分布和角度分布的影响。

结果表明,射频频率增大时,离子入射到极板上的能量分布变为单峰分布。

离子在极板上的入射角分布均是小角度分布,且随着射频频率增大而变窄。

改变等离子体密度、射频功率和电子温度,离子在极板上的能量分布和入射角分布也会受到影响。

因此,等离子体刻蚀的各向异性可以通过增加射频频率和射频功率来改善..……

全文目录


摘要
1 绪论
1.1 概述
1.2 课题研究的目的、意义与方法
1.3 本课题的研究现状
1.4 本文内容简介和结构安排
2 物理模型和数值方法
2.1 物理模型
2.2 数值方法
3 模拟结果与分析
3.1 射频鞘层区中电势和离子电子密度的时空分布
3.2 射频频率对等离子体鞘层区离子输运特性的影响
3.3 等离子体密度对射频鞘层区离子输运特性的影响
3.4 射频功率对等离子体鞘层区离子输运特性的影响
3.5 电子温度对等离子体鞘层区离子输运特性的影响
4 本文结论与展望
参考文献

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中图分类: > O461 > 数理科学和化学 > 物理学 > 真空电子学(电子物理学) > 气体放电(气体导电)
其他分类: > TB383 > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料

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