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文檔簡介
1、射頻感應(yīng)耦合等離子體源(Radio Frequency Inductively Coupled Plasma Source,RF-ICP)因其具有等離子體密度高,放電氣壓低,放電參數(shù)易于調(diào)節(jié)和裝置結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn),已被廣泛應(yīng)用于材料的表面處理工藝中,如刻蝕多晶硅、各種金屬以及沉積薄膜。在實(shí)際工藝過程中,等離子體的狀態(tài)參數(shù)要受到電源參數(shù)、工作氣體及放電腔室結(jié)構(gòu)和材料的影響,進(jìn)而在一定程度上影響表面處理工藝。因此,對外部參數(shù)如何影響等離子體狀
2、態(tài)進(jìn)行研究變得越來越重要。
本文主要針對平面線圈結(jié)構(gòu)ICP的放電過程,建立二維軸對稱的物理模型,使用流體力學(xué)模型,研究放電功率、放電氣壓、氣體組分比率等外界參數(shù)對電子密度、電子溫度、離子密度等的影響,并進(jìn)一步分析放電的物理機(jī)制。首先利用本課題組研發(fā)的MAPS程序?qū)r等離子體的放電特性進(jìn)行模擬,并與COMSOL軟件給出的模擬結(jié)果進(jìn)行比較。結(jié)果表明:電子密度隨著氣壓和功率的增加呈線性增加,電子溫度和等離子體電勢的變化與氣壓的變化
3、趨勢相反,并且?guī)缀醪浑S功率變化。這與COMSOL軟件給出的模擬結(jié)果基本吻合。
在本文的最后,我們研究了外界參數(shù)對氬/氧(Ar/O2)混合等離子體特性的影響。研究結(jié)果表明,放電功率的變化僅對等離子體特征參數(shù)的峰值有影響,對空間分布影響很小。放電氣壓和氬/氧比率不但對特征參數(shù)的峰值有影響,對空間分布也有影口向。最后,為了驗(yàn)證模擬結(jié)果的可靠性,我們將不同氧氣含量和氣壓下的模擬結(jié)果、實(shí)驗(yàn)診斷結(jié)果和COMSOL計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)模擬
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