【摘 要】
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近年来低温容性耦合等离子体广泛地应用于工业,尤其是在微电子工业领域,相关技术日渐成熟。容性耦合等离子的放电特性是推动大规模的工业应用的关键因素,而基于放电特性的复杂性,研究清楚各种情况下的放电特性显得尤为重要。本文通过采集发射光谱和PIC/MCC数值模拟两种方法,讨论了在四个驱动频率下随着功率和气压的增加,容性耦合氩等离子体的放电特性。在四个不同频率下（13.56 MHz、40.68 MHz、94
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近年来低温容性耦合等离子体广泛地应用于工业,尤其是在微电子工业领域,相关技术日渐成熟。容性耦合等离子的放电特性是推动大规模的工业应用的关键因素,而基于放电特性的复杂性,研究清楚各种情况下的放电特性显得尤为重要。本文通过采集发射光谱和PIC/MCC数值模拟两种方法,讨论了在四个驱动频率下随着功率和气压的增加,容性耦合氩等离子体的放电特性。在四个不同频率下（13.56 MHz、40.68 MHz、94.92 MHz和100 MHz）,当功率由20 W升高至70W,电子温度均呈下降趋势而电子密度均呈上升趋势,主等离子体区电势逐渐升高,鞘层宽度增加,高能电子布居逐渐上升。随着驱动频率的增加,等离子体参量呈非线性变化,电子温度先上升后下降,在频率为40.68 MHz时有最大值;而电子密度和鞘层电位先下降后上升,在频率为40.68 MHz时有最小值。当频率较低时（13.56 MHz和40.68 MHz）,电子能量概率分布函数呈双麦克斯韦分布;当频率较高时（94.92 MHz和100 MHz）,电子能量概率分布函数近似于麦克斯韦分布。在四个不同频率下,当气压由10 m Torr逐渐升高至80 m Torr,在较低气压下（≤30 m Torr）,电子温度均呈下降趋势,频率较低时电子密度呈上升趋势,频率较高时呈下降趋势;在较高气压下（>30 m Torr）,电子温度在各频率下变化趋势各不相同,电子密度变化幅度均较小;等离子体主体区的电势随气压的增加逐渐减小,在较高气压下变化趋势逐渐趋于平缓,电子能量概率分布函数变化不明显。此外,PIC/MCC模拟结果与实验结果能够吻合,在相同放电条件下电子密度变化趋势一致。
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