Mô Hình Số của Plasma Argon–Silane với Nucleation và Tăng Trưởng Hạt Bụi RF

Plasma Chemistry and Plasma Processing - Tập 34 - Trang 489-503 - 2013
Pulkit Agarwal1,2, Steven L. Girshick1
1Department of Mechanical Engineering, University of Minnesota, Minneapolis, USA
2Applied Materials, Santa Clara USA

Tóm tắt

Một mô hình số một chiều và kết quả mô phỏng được trình bày cho plasma bụi argon-silane liên kết điện dung với tần số radio. Mô hình bao gồm các mô đun số được kết nối tự nhất quán, bao gồm mô hình khí plasma, mô hình aerosol phân đoạn và mô hình hóa học đơn giản để dự đoán tỷ lệ nucleation hạt và tăng trưởng bề mặt. Các điều kiện hoạt động được xem xét bao gồm tần số 13.56 MHz, áp suất 100 mTorr, khoảng cách điện cực 4 cm, dòng khí qua điện cực trên với tỉ lệ 30:1 của argon so với silane, và biên độ điện áp tần số radio được áp dụng là 100 hoặc 250 V. Trong trường hợp điện áp cao hơn, hai lobe hạt tương đối lớn hình thành do lực kéo ion, trong khi nucleation mới xảy ra trong khoảng trống giữa các lobe này. Nghiên cứu cho thấy lý do mà nucleation mới xảy ra trong khoảng trống liên quan đến sự tương tác giữa nhiều hiện tượng liên kết, bao gồm vận chuyển nanoparticle, hồ sơ tiềm năng plasma, và trapping của các anion silicon hydride thúc đẩy nucleation trong hệ thống này.

Từ khóa

#Mô hình số #plasma argon-silane #nucleation hạt #tăng trưởng hạt #plasma bụi #mô phỏng.

Tài liệu tham khảo

Kortshagen U, Bhandarkar U (1999) Phys Rev E 60:887–898 Bhandarkar U, Swihart MT, Girshick SL, Kortshagen U (2000) J Phys D 33:2731–2746 Bhandarkar U, Kortshagen U, Girshick SL (2003) J Phys D 36:1399–1408 De Bleecker K, Bogaerts A, Goedheer W (2006) New J Phys 8:178 Warthesen SJ, Girshick SL (2007) Plasma Chem Plasma Process 27:292–310 Ravi L, Girshick SL (2009) Phys Rev E 79:026408–026409 Agarwal P, Girshick SL (2012) Plasma Sources Sci Technol 21:055023 Gelbard F, Tambour Y, Seinfeld JH (1980) J Coll Interface Sci 76:541–556 Warren DR, Seinfeld JH (1985) Aerosol Sci Technol 4:31–43 Huang DD, Seinfeld JH, Okuyama K (1991) J Coll Interface Sci 141:191–198 Howling AA, Dorier J-L, Hollenstein C (1993) Appl Phys Lett 62:1341–1343 Howling AA, Sansonnens L, Dorier J-L, Hollenstein C (1993) J Phys D 26:1003–1006 Howling AA, Sansonnens L, Dorier J-L, Hollenstein C (1994) J Appl Phys 75:1340–1353 Howling AA, Courteille C, Dorier J-L, Sansonnens L, Hollenstein C (1996) Pure Appl Chem 68:1017–1022 Watanabe Y, Shiratani M, Fukuzawa T, Kawasaki H, Ueda Y, Singh S, Ohkura H (1996) J Vac Sci Technol, A 14:995–1001 Watanabe Y, Shiratani M, Kawasaki H, Singh S, Fukuzawa T, Ueda Y, Ohkura H (1996) J Vac Sci Technol, A 14:540–545 Perrin J, Böhm C, Etemadi R, Lioret A (1994) Plasma Sources Sci Technol 3:252–261 Fridman AA, Boufendi L, Hbid T, Potapkin BV, Bouchoule A (1996) J Appl Phys 79:1303–1314 Gallagher A, Howling AA, Hollenstein C (2002) J Appl Phys 91:5571–5580 Agarwal P (2012) Numerical modeling of plasmas in which nanoparticles nucleate and grow. PhD thesis, University of Minnesota, Minneapolis Kushner MJ (2009) J Phys D 42:194013 Allen JE (1992) Phys Scripta 45:497–503 Gallagher A (2000) Phys Rev E 62:2690–2706 Bhandarkar UV (2002) Study of particle nucleation and growth in low pressure silane plasmas. PhD thesis, University of Minnesota, Minneapolis Couedel L, Mikikian M, Samarian AA, Boufendi L (2010) Phys Plasmas 17:083705 Alam MK, Flagan RC (1984) J Coll Interface Sci 97:232–246 Swihart MT, Girshick SL (1999) J Phys Chem B 103:64–76 Belenguer P, Blondeau JP, Boufendi L, Toogood M, Plain A, Bouchoule A, Laure C, Boeuf JP (1992) Phys Rev A 46:7923–7933 Meeks E, Larson RS, Ho P, Apblett C, Han SM, Edelberg E, Aydil ES (1998) J Vac Sci Technol, A 16:544–563 Denysenko I, Stefanovic I, Sikimic B, Winter J, Azarenkov NA, Sadeghi N (2011) J Phys D 44:205204 Ashida S, Lee C, Lieberman MA (1995) J Vac Sci Technol, A 13:2498–2507 Perrin J, Leroy O, Bordage MC (1996) Contrib Plasma Phys 36:3–49 Kushner MJ (1988) J Appl Phys 63:2532–2551 Ho P, Coltrin ME, Breiland WG (1994) J Phys Chem 98:10138–10147 Buss RJ, Ho P, Breiland WG, Coltrin ME (1988) J Appl Phys 63:2808–2819