半圓形容器等離子體源離子注入鞘層動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、等離子體源離子注入(PSII)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于材料表面改性和半導(dǎo)體加工領(lǐng)域。在這一技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過程中，等離子體鞘層的時(shí)空演化過程對(duì)等離子體與材料表面相互作用有著非常重要的意義。 本文利用兩維流體動(dòng)力學(xué)模型，包括描述離子的連續(xù)性方程、動(dòng)量方程、電子玻耳茲曼分布，以及描述鞘層中電勢(shì)分布的泊松方程，研究了等離子體鞘層中電勢(shì)分布、離子密度分布、樣品表面離子束流密度分布和離子注入劑量分布的時(shí)空演化規(guī)律。 針對(duì)半圓形容器，考察了在無

2、附加電極和在球心放置零電位球形附加電極兩種情況下的負(fù)高壓脈沖等離子體鞘層的演化過程，研究了兩種情況下各自的電勢(shì)分布、容器表面離子束流密度和離子注入劑量分布以及這些分布的均勻性狀況。結(jié)果表明，由于電場(chǎng)分布的彎曲導(dǎo)致離子運(yùn)動(dòng)的聚焦效應(yīng)，使得離子束流和離子注入劑量在半圓形容器端點(diǎn)附近的表面上分布非常不均勻；而使用短的電壓脈沖，附加電極的加入可以改善內(nèi)表面離子注入的均勻性。這對(duì)于實(shí)際等離子體源離子注入應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。 另外我們還