【摘要】：在過去的三十年里,低溫等離子體的應(yīng)用主要從照明、微電子設(shè)備到新材料制造,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我們的預(yù)期。射頻等離子體從10~5 Hz到10~9 Hz,特別是現(xiàn)在用于處理金屬,半導(dǎo)體和絕緣材料制造的超級大集成電路(ULSI),存儲各種功能性薄膜和修改表面屬性。然而其研發(fā)并不平衡,等離子體系統(tǒng)相比非電離氣體復(fù)雜很多,至今仍有諸多物理機制未透徹掌握。在產(chǎn)業(yè)的一些利用中,等離子體加工過程的物理機理不敷領(lǐng)會,較多進(jìn)程的機理仍舊不清晰,且受龐大而復(fù)雜的工藝圖像等要素影響造成等離子體應(yīng)用技術(shù)缺乏可行的監(jiān)測調(diào)節(jié)措施,最終形成的工藝穩(wěn)定性弱,產(chǎn)品質(zhì)量差異大,效率低下等現(xiàn)狀。因此低溫等離子體物理的基礎(chǔ)應(yīng)用研究尤為重要,而實驗研究在基礎(chǔ)研究中面臨更加嚴(yán)峻的考驗。進(jìn)入計算機時代后數(shù)字化飛速發(fā)展,數(shù)值計算和數(shù)據(jù)模擬已成為理論研究不可或缺的部分。本論文對低溫等離子體放電進(jìn)行研究,以解決實際應(yīng)用問題為出發(fā)點,主要做了以下幾方面的探究工作:1、對反應(yīng)氣體在放電中使用的線圈進(jìn)行評估,以氬氣作為標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)氣體比較三種不同線圈材質(zhì)對放電結(jié)果的影響。經(jīng)過模擬綜合對比發(fā)現(xiàn),線圈材料對感應(yīng)等離子體的影響并不是很明顯,通常研究都選取Cu線圈。2、通過comsol軟件建立了二維的流體力學(xué)模型,模擬了氦感應(yīng)耦合等離子體的放電過程,繪制離子能量分布函數(shù)。氦氣放電過程比氬氣更純粹,利用氦氣放電研究等離子體放電細(xì)節(jié)問題。3、本文研究了外界參數(shù)輸出功率、放電氣壓以及放電溫度對等離子體放電特性的影響,分別給出了電子數(shù)密度、氦原子密度、線圈電阻及功率,電勢分布,電場模的模擬二維圖。其中放電功率從1000 W—3000 W遞增時,電子數(shù)密度遞減,而電子溫度及電勢分布都是遞增的;當(dāng)氣壓由0.02 torr—0.16 torr倍數(shù)增加時,電子數(shù)密度與電子溫度都是遞增的,而電勢分布趨勢較為復(fù)雜;當(dāng)溫度從300 K—1200 K遞增時,電子數(shù)目,溫度以及電勢都呈減小趨勢。4、同樣的放電條件與氬氣作對比,兩者變化趨勢有所不同,發(fā)現(xiàn)氬氣放電電子數(shù)隨著氣壓增加而增加,但電子溫度與電勢都在減小;氬氣放電電子數(shù)以及電勢都隨溫度劇烈減小。目前研究的主要是氬氣放電,通過與氬氣放電過程進(jìn)行綜合比較,據(jù)此,提出混合氣體放電,以期通過兩種氣體的比例摻雜實現(xiàn)更高的放電性能。
【圖文】：

第一章 緒論體的概念性質(zhì)非束縛態(tài)宏觀體，其定義是指由大量帶電，并且表現(xiàn)出集體行為的一種準(zhǔn)中性氣體電基本現(xiàn)象，1879 年，克魯克斯在放電先指出了物質(zhì)的性質(zhì)存在第四種狀態(tài)。中的振蕩時，等離子體(plasma)這一術(shù)語示。迄今為止，等離子體的發(fā)展已度過業(yè)工藝領(lǐng)域來說，，起著無可替代的作用。及低溫等離子體技術(shù)應(yīng)用開發(fā)，推動了獨立的學(xué)科。從 1980 年開始，低溫等離占有一席之地。

的長程庫侖相互作用所產(chǎn)生的集體效果，通過等離子體頻率、德拜基本碰撞和反應(yīng)過程都發(fā)生在氣相和表面在低溫等離子體的基礎(chǔ)理用的實際應(yīng)用。等離子體技術(shù)不同于無碰撞的等離子體，在低溫下產(chǎn)生等離子體并展示的特點和內(nèi)在功能量子態(tài)的氣體分子。這是低溫等離子體的主料加工和設(shè)備制造需要各種各樣的表面過程和不同的反應(yīng)材料中提的幫助下低溫等離子體通常用來等離子體處理，比如等離子體增強離子體刻蝕濺射法、灰化、表面改性等，規(guī)模大小從納米到米不等結(jié)構(gòu)從 ultra-large-scale 集成電路顯示，通常是經(jīng)過 100 多個等離子為材料制作蝕刻和等離子體過程淀積，這是很有競爭性的。在納米子體技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為一個自頂向下和自底向上的組合流程。自是有效地實現(xiàn)等離子體增強效應(yīng)的條件。.2 容性耦合等離子源
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O53;O461

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本文編號：2710818