射频及脉冲偏压对感应耦合等离子体动力学行为影响的研究

感应耦合等离子体（ICP）源一般由两个电源驱动放电，其一是射频电源（即主电源），另一个是射频或脉冲偏压电源。本项目针对具有射频及脉冲偏压的平面线圈ICP装置，从理论上建立ICP腔室的二维等离子体流体力学输运模型。采用流体力学/蒙特卡罗混合模拟方法，研究射频及脉冲偏压对ICP动力学特性的影响，并利用Langmiur 探针、发射光谱等诊断手段进行相应的观测，以验证理论模型和数值模拟方法的可靠性。重点研究偏压电源的参数（如偏压的功率、频率，脉冲偏压的幅值及占空比等）对ICP动力学行为（如电离过程、电子的加热机制、EEDF等）、等离子体状态参数空间分布、放电模式转换及基片（或工件）表面的鞘层演化行为的影响。并根据不同的工艺过程（如等离子体刻蚀、等离子体源离子注入及等离子体掺杂等），确定偏压电源参数与主电源参数的合理匹配关系，为实际的等离子体工艺过程提供必要的参数选择依据。

本项目针对具有射频及脉冲偏压的平面线圈感应耦合等离子体(ICP) 放电过程，从理论上建立了ICP 腔室的含射频及脉冲偏压情况下的感性耦合等离子体的二维自洽耦合模型，包括化学反应模块、电磁场模块、等离子体流体模块、鞘层模块等。采用流体力学模拟方法，研究了射频及偏压对ICP 动力学特性的影响;并利用Langmiur 探针、发射光谱等诊断手段进行相应的观测。重点研究了主电源、偏压电源参数对ICP 动力学行为、等离子体状态参数空间分布、放电模式转换及基片表面的鞘层演化行为的影响。. 在本项目执行期间，本课题组发表论文9篇，其中SCI收录的期刊8篇，会议论文1篇；培养研究生2人，其中博士研究生2人。