Моделирование аргон-силановой плазмы ВЧЕ разряда

• Автор: Худайбергенов, Гамзат Жапарович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 154 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОСАЖДЕНИЕ ТОНКИХ ПЛЕНОК АМОРФНОГО ГИДРОГЕНИЗИРОВАННОГО КРЕМНИЯ
1.1 .ГТлазмохимические способы осаждения
1.2.Струйный плазмохимический способ формирования тонких пленок аморфного кремния.
Выводы
1.3.Моделирование низкотемпературной плазмы.
1.3.1 .Задачи и цели моделирования газовых разрядов.
1.3.2.Кинетика электронного газа.
1.3.3 .Моделирование процесса разложения силана в высокочастотной плазме.
ГЛАВА 2. ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ ПО ЭНЕРГИЯМ В АРГОН-СИЛАНОВОЙ ПЛАЗМЕ ГАЗОВОГО РАЗРЯДА
2.1. Метод расчета ФРЭЭ плазмы газового разряда
2.2. Метод расчета ФРЭЭ для разрядов постоянного и ВЧ полей
2.3. Влияние ударов II рода на ФРЭЭ в плазме РПТ и ВЧ разряда
2.4. Влияние пылевых частиц на ФРЭЭ.
2.5. Коэффициенты переноса и константы скоростей процессов, индуцированных электронным ударом

ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО
* СОСТАВА АРГОН-СИЛАНОВОЙ ПЛАЗМЫ ВЧЕ
РАЗРЯДА.
3.1. Постановка задачи 8
3.2. Химическая модель аргон-силановой ВЧ плазмы
3.3. Двумерная модель РЕСУО-реактора цилиндрической 100 формы
3.4. Метод расчета
3.4. Результаты
* ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
4.1. Схема экспериментальной установки
4.2. Абсолютные заселенности метастабильных состояний 126 аргона в плазме высокочастотного разряда
Выводы
ВЫВОДЫ. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение
Актуальность проблемы
Физика аморфного состояния твердого тела давно привлекает внимание теоретиков и экспериментаторов. Особенно интенсивно она развивается в последнее время в связи с разработкой технологии изготовления и внедрением в промышленность целого ряда электронных, оптических, механических и тепловых приборов на основе тонких аморфных полупроводниковых пленок. Солнечные элементы на основе пленок аморфного кремния (а-БиН) обещают быть эффективными и экологически чистыми источниками энергии в ближайшем будущем. В настоящее время в электронике интенсивно развиваются направления, связанные с изготовлением полупроводниковых структур на больших площадях, условно их называют электроникой больших площадей [1]. Гидрогенизированный аморфный кремний - материал, обладающий хорошими электрическими свойствами и фотопроводимостью, которые определяют область применения пленок аморфного кремния в оптоэлектронике. Интерес к пленкам гидрогенизированного кремния определяется, также, целым рядом практических приложений, главным из которых является создание р-1-п структур для солнечных элементов и функциональных слоев жидкокристаллических дисплеев. Традиционные методы осаждения тонких пленок, основанные, главным образом, на. использовании различных типов электрических разрядов, ограничивают развитие электроники больших площадей. Основной целью настоящих исследований является снижение общих затрат на производство солнечных батарей и увеличение коэффициента преобразования, который может достигать 14% [2]. Одним из путей снижения затрат на производство солнечных элементов, является применение новых способов осаждения тонких пленок аморфного кремния, которые позволили бы увеличить локальные скорости осаждения и решить проблему создания слоев на
1.3. Моделирование низкотемпературной плазмы
1.3.1. Задачи и цели моделирования газовых разрядов
Конечной целью любого моделирования является количественное описание свойств системы на основе параметров, определяющих ее состояние. Выбранные для описания свойства системы и описывающие их уравнения составляют содержание модели. Количество необходимых для решения этих уравнений параметров, которые считаются известными, определяет степень априорности модели, ее предсказательную способность. Чем меньше таких параметров, тем глубже модель описывает взаимосвязи, имеющие место в системе, тем модель сложнее. Исключение тех или иных параметров из набора заданных требует расширения содержания модели, т.е. введения новых уравнений, решением которых являются эти параметры. Таким образом, каждая более сложная модель включает в себя более простые подмодели предыдущего уровня. Внешними, задаваемыми параметрами плазмы газового разряда являются сорт плазмообразующего газа, его давление и расход газа, ток разряда (в случае ВЧ и СВЧ разрядов - удельная мощность), а также геометрия плазмохимического реактора и материал, из которого он изготовлен. Стационарное состояние плазмы характеризуется внутренними параметрами, такими как приведенная напряженность электрического поля E/N, химический состав, включая распределения частиц по различным степеням свободы, и т.д. Величина Е/N и другие внутренние параметры устанавливается на таком уровне, чтобы обеспечивался баланс зарядов -скорость их образования равнялась скорости гибели. Низкотемпературная плазма (НТП) является самосогласованной системой — ее физическое состояние, определяющее химическую активность, зависит от скоростей химических реакций. Схема конверсии энергии в НТП приведена на