研究目的
研究侧壁条件对电容耦合等离子体沉积反应器中等离子体密度分布均匀性及沉积速率剖面的影响。
研究成果
研究表明，在电容耦合等离子体（CCP）反应器中，采用厚且低介电常数的介质侧壁可实现最均匀的等离子体密度分布和沉积速率分布。该结论通过流体建模、实验结果以及对纯氩放电的额外粒子模拟（PIC）得到了验证。
研究不足
该研究仅限于SiH4/He电容耦合等离子体放电，可能不直接适用于其他气体混合物或反应器构型。计算模型采用了一定简化假设，例如忽略了离子通量诱导的表面现象。
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电容耦合等离子体沉积反应器中侧壁条件优化的数值分析
DOI：10.1063/1.5120265
期刊：Journal of Applied Physics
出版年份：2019
更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要：
容性耦合等离子体（CCP）主要用于半导体行业中均匀薄膜的等离子体增强化学气相沉积。由于标准配置的CCP反应器放电腔不仅被电极表面包围，还受到侧壁影响，侧壁条件会显著改变沉积速率分布。通过将边界条件从接地导体切换为具有不同相对介电常数和厚度的介质材料，我们比较了SiH4/He CCP中等离子体密度、电离率、功率吸收及粒子通量的空间分布?；赟iH4/He CCP流体模型发现：采用高厚度低介电常数的绝缘体能在电极间隙区域实现最均匀的等离子体密度分布，从而获得非晶硅氢薄膜沉积速率分布的最佳均匀性。实验结果与流体模拟结果相互验证且吻合良好。作为补充验证，我们还对纯氩放电进行了粒子模拟。尽管模拟条件与SiH4/He流体模型完全不同，但始终显示介质侧壁比接地侧壁能产生更均匀的等离子体参数分布。
作者：
Ho Jun Kim，Jin Seok Kim，Hae June Lee
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