ECR微波等离子体离子输运的数值模拟

计算物理 ›› 2001, Vol. 18 ›› Issue (2): 152-156.

ECR微波等离子体离子输运的数值模拟

宫野, 宋远红, 温晓军, 邓新绿

大连理工大学三束材料改性国家重点实验室, 辽宁大连 116024

收稿日期:1999-05-27 修回日期:2000-01-16 出版日期:2001-03-25 发布日期:2001-03-25
作者简介:宫野(1939-),男,辽宁昌图,教授,博导,主要从事计算物理,等离子体的模拟,数值方法和软件方面的研究.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目

NUMERICAL METHOD OF ION TRANSPORT IN ECR MICROWAVE PLASMA WITH PLANAR AND CYLINDER MODELS

GONG Ye, SONG Yuan-hong, WEN Xiao-jun, DENG Xin-lu

State Key Laboratory For Materials Modification By Laser, Ion and Electron Beams, Dalian University of Technology, Dalian 116024, P R China

Received:1999-05-27 Revised:2000-01-16 Online:2001-03-25 Published:2001-03-25

摘要/Abstract

摘要： 建立了ECR微波等离子体源离子输运的平板和圆柱模型,对离子历经的空间区域的输运过程进行了数值研究.采用Monte Carlo(MC)方法模拟了存在外磁场情况下,离子离开放电室后历经中性区、鞘层区、最后被加负偏压的工件表面吸收的全过程.考虑了离子与中性粒子的电荷交换碰撞和弹性散射,统一处理了中性区和鞘层区电势的衔接.采用曲线拟合,电势自洽迭代方法把中性区和鞘层区衔接起来,得到了光滑自洽的电势分布曲线和鞘层区不同位置处的速度分布、能量分布及角分布.

关键词: ECR微波等离子体, 离子输运, 蒙特卡罗方法

Abstract: Monte Carlo method is used to simulate such a complete course, in which the ions pass through the neutral region, the sheath, and the shield region of a virtual cathode formed by secondary electrons near the workpiece surface, finally come to be absorbed by the surface of the workpiece with negative bias in ECR microwave plasma.Discussion covers the connection problem of neutral region and sheath at the sheath edge.The non linear Poisson equation is solved with "trial" method, and results in smooth and self consistent spectrum of potential and distributions of ion energy and angle at the surface of workpiece.

Key words: ECR microwave plasma, ion transport, Monte Carlo method

中图分类号:

O53
O242.1

宫野, 宋远红, 温晓军, 邓新绿. ECR微波等离子体离子输运的数值模拟[J]. 计算物理, 2001, 18(2): 152-156.

GONG Ye, SONG Yuan-hong, WEN Xiao-jun, DENG Xin-lu. NUMERICAL METHOD OF ION TRANSPORT IN ECR MICROWAVE PLASMA WITH PLANAR AND CYLINDER MODELS[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2001, 18(2): 152-156.

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