磁控容性耦合等離子體的PIC-MC模擬.pdf

1、在超大規(guī)模集成電路的制造裝備中，等離子體工藝占據(jù)了重要地位。磁控等離子體濺射因具備等離子體密度高，沉積速率快等優(yōu)點，被廣泛地應用于薄膜沉積工藝當中，因而受到了眾多研究者的關注。
　　在磁控放電過程中，不同的參數(shù)設計會對靶材的利用率，腔室內(nèi)等離子體的放電特性產(chǎn)生不同的影響。本工作以氬氣為研究對象，采用2d3v（坐標空間2維，速度空間3為）的PIC/MC(Particle-In-Cell/Monte Carlo，PIC/MC)模型方法

2、，并自洽地耦合外電路模型，對直流和射頻磁控CCP(Capacitively Coupled Plasma，CCP)進行模擬，研究外電路電阻、外磁場和二維的幾何效應對放電特性的影響。結果表明，外電路電阻是直流磁控CCP能夠維持穩(wěn)定放電的關鍵因素。隨著外電路電阻的增大，等離子體密度降低，陰極上的直流負偏壓下降，打到陰極板上的Ar+通量和濺射出的Cu原子通量下降，濺射產(chǎn)額基本保持不變。陰極板上的離子能量分布受離子密度軸向分布不均勻的影響，由低

3、能峰和高能尾兩部分組成。
　　針對射頻磁控Ar等離子體，研究表明，外磁場的引入使得等離子體的局域性增強。隨著磁感應強度的增加，等離子密度先升高后降低，等離子體密度分布的峰值發(fā)生移動，由電源電極附近移至地電極附近;電源電極處的鞘層電場先增強后減弱，地電極處的鞘層軸向電場和徑向電場均增強;電子的主要加熱區(qū)域改變;直流自偏壓先增大，且由負值變?yōu)檎担S之保持不變，之后再增大;離子能量分布函數(shù)受鞘層電勢降下降的影響向低能區(qū)移動。隨著陰陽極