文档介绍：大连理工大学
硕士学位论文
双频容性耦合等离子体鞘层特性的流体力学模拟
姓名:刘传生
申请学位级别:硕士
专业:等离子体物理
指导教师:戴忠玲
20081201
摘要容性耦合等离子体还惴旱赜τ糜谖⒌缱又圃旃ひ档目淌础⒈∧こ粱推渌表面处理工艺中。在刻蚀工艺中,反应腔室内的等离子体密度和轰击到电极上的离子能量起着极其重要的作用,因为等离子体密度直接影响刻蚀速率,离子能量则影响刻蚀的选择性及对产品的损伤,实现对等离子体密度和离子能量的独立控制可以间接的调制刻蚀率、选择性等工艺参数。,可以产生大面积均匀等离子体,并且通过调节高、低频的放电参数可以有效的控制等离子体密度、轰击到基片上的离子能量等关键物理参数。其结构简单、成本低,因而在新一代的刻蚀设备中得到了广泛应用。等离子体必须经过鞘层才能与基片发生相互作用,因此,双频偏压容性耦合等离子体鞘层中的各物理参量及其物理过程对等离子体刻蚀工艺有着直接的影响,使得双频鞘层特性一直受到研究者们的关注。在第二章中针对双频偏压等离子体鞘层建立了一维流体力学模型。该模型假设离子满足流体力学方程,电子遵循玻尔兹曼关系,瞬时电场由泊松方程确定;并采用等效电路方法建立了电流平衡方程,来自洽地确定鞘层厚度和鞘层电势之问的关系。本章分别研究了在双射频偏压和双脉冲偏压条件下的鞘层特性及参数,如鞘层内的离子密度,电场的空间分布以及充电效应。结果表明:等离子体鞘层特性受高、低频共同调制,等离子体密度主要受高频调制,离子能量主要受低频调制。而且在双脉冲条件下绝缘基片上积累的电荷,明显低于双射频条件下的正电荷。在第三章针对电极的位形为一个台阶或一个柱形圆槽情况,建立了二维的流体力学模型,研究了等离子体鞘层中各物理参量的变化规律。其中描述离子的流体力学方程采用通量修正算法椒ɡ唇猓牟此煞匠逃贸沙诟咚挂蝗露椒ㄇ蟮谩计算的结果表明:极板电位与鞘层的厚度受到高低频电源的共同调制,鞘层内同一位置的电位降随着放电气压的增加而减小,且在电极附近等势线的形状与电极的位形相似,即所谓的“毙вΓ坏壤胱犹宓拿芏纫灿杏氲缥唤道嗨频谋浠媛桑电场和离子流速在电极位形发生变化的台阶内侧很强,且变化很快。关键词:鞘层;等离子体;双频涣魈辶ρD大连理』笱妒垦宦畚
,猂双频容性耦合等离子体鞘层特性的流体力学模拟琲,瑂琩籪,.琫.,.瓼,.籬,琣甀琫疭;,籶籥.,;—瑃瑆猧——
簊籶籇大连理工大学硕士学位论文瑆“痚籭籸籪
作者签名:兄肌!R蝗掌冢悍腹独创性说明作者郑重声明:本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含为获得大连理工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。
喜师签名:越燃血丑年耲卫日立宀轶大连理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”,同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名:大连理工大学硕士研究生学位论文
第一章绪论等离子体鞘层的研究背景及意义低温等离子体物理与应用经历了一个由上世纪年代初的空间等离子体研究从上世纪年代和年代以材料为导向的研究领域的转变,高速发展的微电子科学、环境科学、能源与材料科学等,为低温等离子体科学的发展带来了新的机遇和挑战。特别是在微电子工业中应用所取得的进展已经并正在深刻影响着当今社会的各个领域,使我们的生活发生了并正在发生着日新月异的变化。在目前的微电子工业中,超过三分之一的微电子器件设备都采用等离子体技术进行加工,如以砥魑4淼陌氲继逍酒产过程,三分之一是与等离子体技术相关的。等离子体薄膜沉积和刻蚀工艺在微电子、聚合物薄膜、材料防腐蚀、等离子体电子学、等离子体合成、等离子体冶金、等离子体煤化工、等离子体三废处理等领域有着重要的应用,已成为现代高科技领域中的关键技术。在超大规模集成电路的生产工艺中,利用等离子体刻蚀技术可以实现高刻蚀速率、高各向异性、高纵横比、高选择比、微观不均匀性小和低能量损伤的刻蚀过程【,特别是等离子体刻蚀技术已经在微电机系统的制造中发挥重大的作用睁。在新型薄膜材料的制备工艺中,利用等离子体增强化学气相沉积⒌壤胱犹逦锢砥沉积暗壤胱犹逶蠢胱幼确椒ǹ梢灾票敢恍┓⒐狻⒐獾纭⑽⒌缱印⒛透蚀、耐磨及超硬等新型薄膜材料,其中椒ㄖ票杆拿娣蔷寄协类金刚石倍受关注。因而