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激发频率对硅烷等离子体放电参数的影响

第十三届全国等离子体科学技术会议. 激发频率对硅烷等离子体放电参数的影响. 庄娟 王德真 大连理工大学 物理与光电工程学院 三束材料改性国家重点实验室. RHF-PECVD 理论模型的建立. 一维自洽流体模型 利用有限差分方法，对各种粒子的连续性方程、动量方程和电流平衡方程进行联立求解 电子密度、离子密度的时空演化. 粒子的连续性方程. 和. 相应于电子、正离子和负离子. 是粒子. 的密度和流密度. 粒子的动量方程. 电流连续性方程. 边界条件：. ，. ，. 初始条件：. 负离子密度随频率变化. 尘粒种子 SiH3- 的密度随频率

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Presentation Transcript

  1. 第十三届全国等离子体科学技术会议 激发频率对硅烷等离子体放电参数的影响 庄娟 王德真 大连理工大学 物理与光电工程学院 三束材料改性国家重点实验室

  2. RHF-PECVD理论模型的建立 • 一维自洽流体模型 • 利用有限差分方法，对各种粒子的连续性方程、动量方程和电流平衡方程进行联立求解 • 电子密度、离子密度的时空演化

  3. 粒子的连续性方程 和 相应于电子、正离子和负离子 是粒子 的密度和流密度

  4. 粒子的动量方程

  5. 电流连续性方程 边界条件： ， ， 初始条件：

  6. 负离子密度随频率变化 尘粒种子SiH3- 的密度随频率 增加而增加， 纳米尘粒密度 增加。 沉积速率提高

  7. 电子密度随频率变化 频率增加,等离子体中电子密度增加，电子与硅烷气体分子碰撞频率增加, SiH3-和SiH3＋ 数量增加,沉积速率相应增加 。

  8. 正离子密度随频率变化 正离子有比较高的速度，被加速离开等离子体，这些粒子的快速失去，避免它们在鞘层中进一步生长成大粒子。有利于纳米尘埃粒子的沉积。

  9. 电场随频率变化 f=13.56MHz f=28MHz 频率增加电场强度降低。氢 原子和离子能量降低,对薄膜 表面的轰击作用 减少，有利薄膜生长。 f=50MHz

  10. 结 论 （1）频率增加，SiH3-密度增加 （2）频率增加,电子密度和SiH3＋密度增加 （3）频率增加,电场强度降低 （4）控制纳米粒子的种子粒子SiH3-密度，可以改 变纳米粒子的密度

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