Indexed by:会议论文

Date of Publication:2017-07-01

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Key Words:容性放电;流体力学模拟;实验验证

Abstract:氮气以及含氮的混合气体被广泛应用在材料加工工艺中。研究结果表明,在N_2中混入Ar可以有效地控制活性氮的数量、提高N_2的分解率等,因此氮/氩等离子体被广泛应用在聚合物改性、氮化物薄膜沉积等领域。对不同放电条件下的N_2/Ar等离子体进行研究发现,不同的放电条件(如等离子体源、射频源参数、腔室几何结构、气体比例等)下N_2/Ar等离子体性质差别很大,目前针对容性耦合N_2/Ar等离子体的放电特性还需要进行深入而全面的讨论。本文采用二维流体力学模型系统研究了在容性耦合N_2/Ar等离子体中,Ar含量对各粒子密度及其化学反应机制的影响。研究发现,当放电频率、气压和功率分别固定在60 MHz、50 Pa和140 W时,气体混合比例对粒子密度的空间分布影响较小,但对粒子密度的数值以及各粒子的主要化学反应机制都有着较大的影响。电子、Ar+离子以及Arm原子的密度随着Ar含量的增加逐渐增加,而N_2+离子和N_2(A)分子的密度呈现相反的变化趋势。密度较低的正离子N+随Ar含量的变化并不单调,其密度在Ar含量低于60%时基本保持稳定,当Ar含量高于60%时,随着Ar含量显著下降。N原子的密度随Ar含量的增加先缓慢增加,