本項研究旨在建立二維的電感式電漿源的電腦模擬程式,以研究分析電漿 特性和各設計參數的關係並協助電漿源設計。此電腦模擬程式是以流體模 式(fluid model)為發展基礎,並利用ambipolar diffusion條件,以及 由global model估算出電子溫度,感應產生的電場由馬克斯威爾方程式解 出,游離速率則由電場和氣體壓力決定,建立了較簡易的模擬程式。利用 發展出的模擬程式,我們進行了電漿源的設計分析,如:改變電漿腔高度 、改變感應線圈的幾何形狀及圈數,另外也調變不同的工作氣體壓力、輸 入功率等等,以研究電漿特性與其之關係。從模擬的結果發現使用大面積 雙螺旋線圈比小面積三圈的螺旋線圈有較好的均勻度。另外,當拉高雙螺 旋線圈的中心部位時,中心處線圈所拉高的長度離石英窗較遠;而外圍的 線圈所拉高的距離較小,離石英窗較近,發現可以促使電漿密度分布較均 勻。所得到的模擬結果和實驗量測結果有相同變化的趨勢。 論文共分 六章,第一章為簡介,第二章是文獻回顧,說明電感式耦合電漿源的研究 背景及電腦模擬發展過程。第三章是基本原理,說明電感式耦合電漿源產 生及維持電漿的機制,第四章是電腦模擬方法,介紹模擬程式中各個模組 的計算方法,第五章是結果與討論,第六章為結論。
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