強(qiáng)電磁場激發(fā)等離子體中外加偏壓的影響研究.pdf

1、在近年來，人們在工業(yè)生產(chǎn)的等離子體輔助工藝中，在極板上外加偏壓得到了廣泛地應(yīng)用。以此可以獲取更高的離子轟擊能量，并且可以用此方法來實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制離子能量和等離子體密度，所以等離子體放電中的外加偏壓受到了廣泛地關(guān)注。為了更全面及深入地對(duì)強(qiáng)電磁場下的等離子體特性受外加偏壓有何影響作出研究，本文通過COMSOL軟件來仿真以及采用朗繆爾探針診斷技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)放電進(jìn)行了定點(diǎn)以及軸向的測量，并對(duì)比了仿真與實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。在直流放電中，考察了在不同的放電氣

2、壓，放電電壓以及偏壓大小，對(duì)等離子體的參數(shù)的影響。而在射頻感應(yīng)耦合等離子體放電中，考察了在不同天線功率，不同氣壓，不同外加偏壓下，定點(diǎn)與軸向的等離子體參數(shù)的變化。盡管實(shí)驗(yàn)與仿真有少部分出入，但是對(duì)于等離子體輔助工藝中的研究意義還是重大的。
　　在本文中，對(duì)直流放電的特性綜合仿真與實(shí)驗(yàn)得出：（1）在80Pa之前，光子數(shù)與電子密度也隨著氣壓的升高而升高，而氣壓大于80Pa之后，光子數(shù)與電子密度隨著氣壓的升高而減小。（2）放電電壓越大，

3、電子密度越高，電子溫度越大，這是偏壓對(duì)電子有加速作用的原因。（3）軸向測量中等離子體的電子密度分布，從偏壓極板到接地極板之間是先升高后減小，峰值靠近陰極附近。（4）外加偏壓提高了等離子體密度的均勻性和放電范圍，因?yàn)槠珘涸黾硬⑶依吡酥绷鞣烹娭械碾娮印?br>　　對(duì)射頻感應(yīng)耦合等離子體中的放電特性對(duì)比仿真與實(shí)驗(yàn)的總結(jié)為：（1）天線的功率的增加，增加了放電產(chǎn)生等離子體的吸收功率，從而增加了等離子體密度；同樣，等離子體的電子溫度也隨射頻功率的