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誘導結合プラズマ反応器内のプラズマ流動解析

研究課題

研究課題/領域番号 12750125
研究種目

奨励研究(A)

配分区分補助金
研究分野 流体工学
研究機関東北大学

研究代表者

米村 茂  東北大学, 流体科学研究所, 助手 (00282004)

研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2001年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2000年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード誘導結合プラズマ / プラズマプロセシング / PIC / MCシミュレーション / 電子エネルギー分布関数 / クーロン衝突
研究概要

希薄気体中の放電プラズマはエッチングやスパッタリングなどの材料プロセシングにおいて重要な役割を担っている。多くの物理的、化学的な要因が放電構造を支配しているが、最も重要な物理量の一つに電子のエネルギー分布関数(EEDF)があげられる。なぜなら、プラズマ中における全ての反応の発生レートはEEDFによって決定されるためである。
昨年度、アルゴンガスを用いた誘導結合プラズマの粒子シュミレーションを行ない、EEDFに対する様々なパラメータの影響を系統的に調べ、得られた成果をJpn.J.Appl.Phys.に投稿し掲載された。
本年度は塩素ガスを用いた誘導結合プラズマの粒子シュミレーションを行ない、アルゴンプラズマの計算結果や塩素プラズマの実験結果とEEDFを比較した。アルゴンプラズマの場合には、高エネルギーの電子のみがアルゴン原子と非弾性衝突を起こすので高エネルギーの電子がマクスウェル分布よりも少なくなったが、塩素プラズマにおいて塩素分子の解離度が低い場合には広いエネルギー範囲の電子が非弾性衝突を起こすためにEEDFはマクスウェル分布に近くなった。塩素分子の解離度が高い場合には、高エネルギーの電子のみが塩素原子と非弾性衝突を起こすので、アルゴンプラズマの場合と同様に高エネルギー電子の枯渇が観察された。シミュレーションで得られた塩素プラズマのEEDFは実験結果と定性的に一致した。これにより、本計算コードによるEEDF予測の妥当性が確認された。これらのことについては現在投稿準備中である。

報告書

(2件)
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (7件)

  • [文献書誌] Yonemura, S.: "Electron Energy Distributions in Inductively Coupled Plasma of Argon"Jpn.J.Appl.Phys.. 40・12. 7052-7060 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 米村 茂: "酸素/アルゴン系高周波マグネトロン放電におけるイオンの奇妙な振舞い"日本機械学会2001年度年次大会講演論文集(V). 01-1. 249-250 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yonemura, S.: "Strange Distributions of Ions in RF Magnetron Discharges of Oxygen/Argon Mixture"Proceedings of the 25th International Conference on Phenomena in Ionized Gases. 2. 233-234 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yonemura,S.: "Electron Energy Distributions in Inductively Coupled Plasma of Argon"Proceedings of Symposium on Computational Fluid Science. 35-42 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 米村茂: "誘導結合アルゴンプラズマ中の電子エネルギー分布"日本機械学会2000年度年次大会講演論文集(I). 00-1. 783-784 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 南部健一: "誘導結合塩素プラズマ中の電子エネルギー分布"日本機械学会2000年度年次大会講演論文集(I). 00-1. 785-786 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Yonemura,S.: "Particle Modeling of RF Magnetron Discharges of Oxygen/Argon Mixture"Proceedings of Plasma Science Symposium 2001/The 18th Symposium on Plasma Processing. 211-212 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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