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相位角对容性耦合电非对称放电特性的影响

胡艳婷 张钰如 宋远红 王友年

相位角对容性耦合电非对称放电特性的影响

胡艳婷, 张钰如, 宋远红, 王友年
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  • 电非对称效应作为一种新兴技术,被广泛用于对离子能量和离子通量的独立调控.此外,在改善等离子体的径向均匀性方面,电非对称效应也发挥了重要作用.本文采用二维流体力学模型,并耦合麦克斯韦方程组,系统地研究了容性耦合氢等离子体中当放电由多谐波叠加驱动时,不同谐波阶数k下的电非对称效应,重点观察了相位角θn对自偏压以及等离子体径向均匀性的影响.模拟结果表明:在同一谐波阶数下,自偏压随相位角θn的变化趋势不尽相同,且当k增大(k>3)时,自偏压随最高频相位角θk的变化范围逐渐减小.此外,通过调节相位角θn,可以改变轴向功率密度和径向功率密度的相对关系,进而实现对等离子体径向均匀性的调节.研究结果对于利用电非对称效应优化等离子体工艺过程具有一定的指导意义.
      通信作者: 张钰如, yrzhang@dlut.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11405019,11675036,11335004)和中国博士后科学基金(批准号:2015T80244)资助的课题.
    [1]

    Lieberman M A, Lichtenberg A J 2005 Principles of Plasma Discharges and Materials Processing (New York: Wiley) pp1-5

    [2]

    Lee J K, Manuilenko O V, Babaeva N Y, Kim H C, Shon J W 2005 Plasma Sources Sci. Technol. 14 89

    [3]

    Schulze J, Donko Z, Luggenholscher D, Czarnetzki U 2009 Plasma Sources Sci. Technol. 18 034011

    [4]

    Kawamura E, Lieberman M A, Lichtenberg A J 2006 Phys. Plasmas 13 053506

    [5]

    Turner M M, Chabert P 2006 Phys. Rev. Lett. 96 205001

    [6]

    Booth J P, Curley G, Maric D, Chabert P 2010 Plasma Sources Sci. Technol. 19 015005

    [7]

    SchulzeJ, Donko Z, Schungel E, Czarnetzki U 2011 Plasma Sources Sci. Technol. 20 045007

    [8]

    Donko Z, Schulze J, Hartmann P, Korolov I, Czarnetzki U, Schungel E 2010 Appl. Phys. Lett. 97 081501

    [9]

    Heil B G, Czarnetzki U, Brinkmann R P, Mussenbrock T 2008 J. Phys. D: Appl. Phys. 41 165202

    [10]

    Donko Z, Schulze J, Heil B G, Czarnetzki U 2009 J. Phys. D: Appl. Phys. 42 025205

    [11]

    Czarnetzki U, Heil B G, Schulze J, Donko Z, Mussenbrock T, Brinkmann R P 2009 J. Phys.: Conf. Ser. 162 012010

    [12]

    Schulze J, Schungel E, Czarnetzki U 2009 J. Phys. D: Appl. Phys. 42 092005

    [13]

    Schungel E, Mohr S, Schulze J, Czarnetzki U, Kushner M J 2014 Plasma Sources Sci. Technol. 23 015001

    [14]

    SchulzeJ, Schungel E, Czarnetzki U, Gebhardt M, Brinkmann R P, Mussenbrock T 2011 Appl. Phys. Lett. 98 031501

    [15]

    Schulze J, Schungel E, Czarnetzki U, Donko Z 2009 J. Appl. Phys. 106 063307

    [16]

    Schulze J, Schungel E, Donko Z, Czarnetzki U 2011 Plasma Sources Sci. Technol. 20 015017

    [17]

    Lafleur T, Delattre P A, Johnson E V, Booth J P 2012 Appl. Phys. Lett. 101 124104

    [18]

    Zhang Q Z, Jiang W, Hou L J, Wang Y N 2011 J. Appl. Phys. 109 013308

    [19]

    Schungel E, Zhang Q Z, Iwashita S, Schulze J, Hou L J, Wang Y N, Czarnetzki U 2011 J. Phys. D: Appl. Phys. 44 285205

    [20]

    Zhang Q Z, Zhao S X, Jiang W, Wang Y N 2012 J. Phys. D: Appl. Phys. 45 305203

    [21]

    Zhang Y T, Zafar A, Coumou D J, Shannon S C, Kushner M J 2015 J. Phys. D: Appl. Phys. 117 233302

    [22]

    Schungel E, Mohr S, Schulze J, Czarnetzki U 2015 Appl. Phys. Lett. 106 054108

    [23]

    Zhang Y R, Hu Y T, Gao F, Song Y H, Wang Y N 2018 Plasma Sources Sci. Technol. 27 055003

    [24]

    Zhang Y R, Xu X, Bogaerts A, Wang Y N 2012 J. Phys. D: Appl. Phys. 45 015202

    [25]

    Zhang Y R, Xu X, Bogaerts A, Wang Y N 2012 J. Phys. D: Appl. Phys. 45 015203

    [26]

    Yoon J S, Song M Y, Han J M, Hwang S H, Chang W S, Lee B J, Itikawab Y 2008 J. Phys. Chem. Ref. Data 37 913

    [27]

    Tawara H, Itikawa Y, Nishimura H, Yoshino M 1990 J. Phys. Chem. Ref. Data 19 617

    [28]

    Salabas A, Brinkmann R P 2005 Plasma Sources Sci.Technol. 14 S53

    [29]

    Chen Z, Rauf S, Collins K 2010 J. Appl. Phys. 108 073301

    [30]

    Schungel E, Schulze J, Donko Z, Czarnetzki U 2011 Phys. Plasmas 18 013503

  • [1]

    Lieberman M A, Lichtenberg A J 2005 Principles of Plasma Discharges and Materials Processing (New York: Wiley) pp1-5

    [2]

    Lee J K, Manuilenko O V, Babaeva N Y, Kim H C, Shon J W 2005 Plasma Sources Sci. Technol. 14 89

    [3]

    Schulze J, Donko Z, Luggenholscher D, Czarnetzki U 2009 Plasma Sources Sci. Technol. 18 034011

    [4]

    Kawamura E, Lieberman M A, Lichtenberg A J 2006 Phys. Plasmas 13 053506

    [5]

    Turner M M, Chabert P 2006 Phys. Rev. Lett. 96 205001

    [6]

    Booth J P, Curley G, Maric D, Chabert P 2010 Plasma Sources Sci. Technol. 19 015005

    [7]

    SchulzeJ, Donko Z, Schungel E, Czarnetzki U 2011 Plasma Sources Sci. Technol. 20 045007

    [8]

    Donko Z, Schulze J, Hartmann P, Korolov I, Czarnetzki U, Schungel E 2010 Appl. Phys. Lett. 97 081501

    [9]

    Heil B G, Czarnetzki U, Brinkmann R P, Mussenbrock T 2008 J. Phys. D: Appl. Phys. 41 165202

    [10]

    Donko Z, Schulze J, Heil B G, Czarnetzki U 2009 J. Phys. D: Appl. Phys. 42 025205

    [11]

    Czarnetzki U, Heil B G, Schulze J, Donko Z, Mussenbrock T, Brinkmann R P 2009 J. Phys.: Conf. Ser. 162 012010

    [12]

    Schulze J, Schungel E, Czarnetzki U 2009 J. Phys. D: Appl. Phys. 42 092005

    [13]

    Schungel E, Mohr S, Schulze J, Czarnetzki U, Kushner M J 2014 Plasma Sources Sci. Technol. 23 015001

    [14]

    SchulzeJ, Schungel E, Czarnetzki U, Gebhardt M, Brinkmann R P, Mussenbrock T 2011 Appl. Phys. Lett. 98 031501

    [15]

    Schulze J, Schungel E, Czarnetzki U, Donko Z 2009 J. Appl. Phys. 106 063307

    [16]

    Schulze J, Schungel E, Donko Z, Czarnetzki U 2011 Plasma Sources Sci. Technol. 20 015017

    [17]

    Lafleur T, Delattre P A, Johnson E V, Booth J P 2012 Appl. Phys. Lett. 101 124104

    [18]

    Zhang Q Z, Jiang W, Hou L J, Wang Y N 2011 J. Appl. Phys. 109 013308

    [19]

    Schungel E, Zhang Q Z, Iwashita S, Schulze J, Hou L J, Wang Y N, Czarnetzki U 2011 J. Phys. D: Appl. Phys. 44 285205

    [20]

    Zhang Q Z, Zhao S X, Jiang W, Wang Y N 2012 J. Phys. D: Appl. Phys. 45 305203

    [21]

    Zhang Y T, Zafar A, Coumou D J, Shannon S C, Kushner M J 2015 J. Phys. D: Appl. Phys. 117 233302

    [22]

    Schungel E, Mohr S, Schulze J, Czarnetzki U 2015 Appl. Phys. Lett. 106 054108

    [23]

    Zhang Y R, Hu Y T, Gao F, Song Y H, Wang Y N 2018 Plasma Sources Sci. Technol. 27 055003

    [24]

    Zhang Y R, Xu X, Bogaerts A, Wang Y N 2012 J. Phys. D: Appl. Phys. 45 015202

    [25]

    Zhang Y R, Xu X, Bogaerts A, Wang Y N 2012 J. Phys. D: Appl. Phys. 45 015203

    [26]

    Yoon J S, Song M Y, Han J M, Hwang S H, Chang W S, Lee B J, Itikawab Y 2008 J. Phys. Chem. Ref. Data 37 913

    [27]

    Tawara H, Itikawa Y, Nishimura H, Yoshino M 1990 J. Phys. Chem. Ref. Data 19 617

    [28]

    Salabas A, Brinkmann R P 2005 Plasma Sources Sci.Technol. 14 S53

    [29]

    Chen Z, Rauf S, Collins K 2010 J. Appl. Phys. 108 073301

    [30]

    Schungel E, Schulze J, Donko Z, Czarnetzki U 2011 Phys. Plasmas 18 013503

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出版历程
  • 收稿日期:  2018-07-22
  • 修回日期:  2018-09-28
  • 刊出日期:  2019-11-20

相位角对容性耦合电非对称放电特性的影响

  • 1. 大连理工大学物理学院, 三束材料改性教育部重点实验室, 大连 116024
  • 通信作者: 张钰如, yrzhang@dlut.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11405019,11675036,11335004)和中国博士后科学基金(批准号:2015T80244)资助的课题.

摘要: 电非对称效应作为一种新兴技术,被广泛用于对离子能量和离子通量的独立调控.此外,在改善等离子体的径向均匀性方面,电非对称效应也发挥了重要作用.本文采用二维流体力学模型,并耦合麦克斯韦方程组,系统地研究了容性耦合氢等离子体中当放电由多谐波叠加驱动时,不同谐波阶数k下的电非对称效应,重点观察了相位角θn对自偏压以及等离子体径向均匀性的影响.模拟结果表明:在同一谐波阶数下,自偏压随相位角θn的变化趋势不尽相同,且当k增大(k>3)时,自偏压随最高频相位角θk的变化范围逐渐减小.此外,通过调节相位角θn,可以改变轴向功率密度和径向功率密度的相对关系,进而实现对等离子体径向均匀性的调节.研究结果对于利用电非对称效应优化等离子体工艺过程具有一定的指导意义.

English Abstract

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