Transport processes in the low pressure gas discharge plasma

Abstract

Plasma technologies for the film deposition and etching based on the ion flows application are intensively elaborated and used now. Some of the most important requirements imposed on the ion flows are homogeneity and monoenergeticity, what necessitate the analysis of processes of particles flow formation in existing devices as well as under designing the new plasma technology devices [1-5]. On the base of the simple mathematical model the transport processes in the low pressure gas discharge are considered. It was assumed that the gas discharge is in steady state regime. For the nonmagnetized plasma free fall mode for ions and electrons is supposed and free fall mode is assumed only for ions if a constant external magnetic field is applied. Consideration is treated in the framework of 2D two liquid hydrodynamic plasma model.

Зараз інтенсивно розробляються та використовуються плазмові технології травлення та нанесення покриттів, що базуються на застосуванні потоків іонів. Одними з найбільш важливих вимог, що накладаються на потоки іонів, є їх однорідність за густиною та енергією, що тягне за собою необхідність аналізу процесів формування потоків частинок в існуючих пристроях та тих, що проектуються. На основі простої математичної моделі розглянуті процеси перенесення в газорозрядній плазмі низького тиску. Розглянуто стаціонарний режим розряду. Рух іонів та електронів у незамагніченій плазмі вважався беззіткненим, в замагніченій плазмі беззіткненим вважався тільки рух іонів. Задача розв`язувалася на основі двовимірної двохрідинної гідродинамічної моделі плазми.

В настоящее время интенсивно разрабатываются и используются плазменные технологии травления и нанесения покрытий, основанные на применении ионных потоков. Одним из наиболее важных требований, налагаемых на потоки ионов, является их однородность по плотности и по энергии, что влечет за собой необходимость анализа процессов формирования потоков частиц в существующих и проектируемых устройствах. На основе простой математической модели рассмотрены процессы переноса в газоразрядной плазме низкого давления. Рассматривается стационарный режим разряда. Движение ионов и электронов в незамагниченной плазме считалось бесстолкновительным, в замагниченной плазме бесстолкновительным считалось только движение ионов. Рассмотрение проведено на основе двумерной двухжидкостной гидродинамической модели плазмы.