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半导体工业领域中,CCP,即容性耦合等离子体(Capacitively CoupledPlasmas)和ICP,即感应耦合等离子体(Inductively Coupled Plasmas)被广泛应用于材料刻蚀、薄膜沉积和表面改性等工艺中。特别是基于上述两种等离子体的等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD)具有温度低、沉积速率快、成膜质量好不易龟裂等优点,在半导体工业中,是一种重要的薄膜沉积技术。数值模拟是基础研究气体放电中各种物理化学过程和优化工业设备的主要手段之一。通过数值模拟,不仅能够深入了解其中包含的各种物理过程,而且能够得到精确的定量结果,从而使工业设备开发的周期和成本大大降低。因此,基于数值模拟的ICP和CCP研究成为相关研究的热点之一,有大量的相关工作发表。氧气放电的CCP或ICP常用于沉积氧化物薄膜和等离子体清洗和去灰工艺中,在工业界中有广泛的应用,因此得到了广泛的关注和研究。另一方面,在ICP和CCP放电中,放电电流比较小,所以往往自身的磁场可以被忽略,只需考虑作用比较大的电场,故而很小的外磁场便可以使得电子磁化,从而改变等离子体性质。一方面人们针对氧气放电的CCP和ICP都有广泛的研究,但是已经发表的都侧重于没有磁场的情形;另一方面,外加磁场对于等离子体放电的影响也有了较为深入的认识,但是目前大多研究的是电正性的氩气放电。对于外加磁场对于氧气放电的影响,并没有相关的工作发表,尤其是外加磁场对等离子体重要参数如粒子密度、电子温度等的影响。低温等离子体中常用的数值模拟方法有流体模型和PIC/MC(Particle-in-cell/Monte Carlo)模型两种。流体模型优势很多,如它的计算量较小,程序很稳定,而且比较易于耦合化学反应模块。目前流体模型已经有了2D或3D、全电磁的算法,被广泛应用于优化设计工业设备中。利用流体方法,本文研究了外加磁场对等离子体主要参数密度、电子温度、电子能量分布函数及离子能量分布函数的影响,从而揭示了磁场增强的ICP和CCP放电对于氧气放电的影响以期为氧化物薄膜制备、等离子体清洗和去灰等相关工艺提供参考。第一章简单介绍了等离子体概念以及其应用背景和常见的几种等离子体源,以及氧化物薄膜沉积的研究进展。第二章详细介绍了模拟使用到的流体力学/电子蒙特卡洛混合模型以及模型中用到的主要算法。第三章以圆柱形容性耦合等离子体为模型,主要模拟了加入了非均匀外磁场后氧气放电的变化。通过对比未加入磁场时氧气放电的模拟结果和相同条件下电正性氩气放电的模拟的结果,我们可以看到,电正性气体比电负性气体易于收敛,等离子体密度随磁场的增加而增大。这是由于外磁场的增加使得电子回旋半径减小,从而电子平均自由程减小、电子行为受到限制的。磁场也导致了鞘层厚度变薄,使得离子能量分布函数的低能粒子份额增加。第四章中以圆柱形感应耦合等离子体为模型,模拟了外加磁场对氧气放电的影响。ICP放电中,我们采用线圈产生的磁场,较之于第三章,磁场比较均匀,延伸到主等离子区。通过与未加磁场结果的对比,我们得到等离子密度随磁场的增大而减小,在磁场强度25高斯时,密度降至未加磁场时的1/2。我们探讨了等离子密度降低的原因,并给出了电子能量分布函数和电子温度随磁场的变化来做进一步探讨。