Нелинейные взаимодействия разрывных акустических волн в средах с распределенными в объеме и на границах случайными неоднородностями (1097762)
Текст из файла
На правах рукописиАвтаева Светлана ВладимировнаФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ЕМКОСТНЫХВЫСОКОЧАСТОТНЫХ И БАРЬЕРНОМ РАЗРЯДАХ И ИХЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ОПТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ01.04.08 – физика плазмыАвтореферат диссертации на соискание ученой степенидоктора физико-математических наукБишкек 20112Работа выполнена на кафедре физики и микроэлектроники ГОУВПОКыргызско-Российский Славянский УниверситетНаучный консультант:член корреспондент НАН КР,доктор физико-математических наук, профессорДжоомарт Каипович ОторбаевОфициальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессорЮрий Анатольевич Лебедевдоктор физико-математических наукКонстантин Васильевич Руденкодоктор физико-математических наук, профессорВалерий Михайлович ШибковВедущая организация:Учреждение Российской академии наукИнститут сильноточной электроникиСибирского отделения РАНЗащита состоится « »2012 года в - на заседании диссертационногосовета Д 501.001.66 при Московском государственном университете имениМ.В.Ломоносова по адресу: 119991, Москва, Ленинские горы, д.
1, стр. 2,Физический факультет МГУ, ауд. ___.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультетаМГУ имени М.В.Ломоносова.Автореферат разослан «___» __________ 2012 годаУченый секретарь диссертационного совета Д 501.001.66,к.ф.-м.н.И.Н.Карташов3I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫРабота посвящена исследованию емкостных высокочастотных и барьерногоразрядов. Особое внимание в работе уделено изучению параметров частиц ифизико-химических процессов в плазме, влиянию этих процессов нахарактеристики разрядов.
Для изучения ВЧЕ разрядов в основномиспользуются экспериментальные методы исследования; особое вниманиеуделяется обоснованию применения спектральных методов. Барьерные разрядыисследуются численными методами; большое внимание уделяется разработкемоделей барьерных разрядов.Актуальность темы.Неравновесные газовые разряды в последние десятилетия привлекаютогромный интерес исследователей, что связано с широким кругом ихиндустриальных приложений.Емкостные ВЧ разряды работающие на частоте 13.56 МГц были первыми,используемыми в технологиях плазменной обработки (плазменного травления)[1*–4*].
Однако их неспособность создавать плазму высокой плотности принизких давлениях газа и разделять функции генерации плазмы и ускоренияионов ограничили их применение и привели в начале 90-х годов к появлениюисточников с индуктивной ВЧ плазмой.Плазменные реакторы, основанные на индуктивных ВЧ разрядах могутобеспечивать высокие плотности плазмы при низких давлениях газа инезависимо контролировать плотность (ионного потока) и энергию ионов [5*–7*].
Однако применение индуктивных ВЧ разрядов в коммерческих реакторахдля плазменной обработки показало их существенные ограничения. Сюдаможно отнести неспособность работать в индуктивной моде с низкойплотностью плазмы (n<<1011см-3) и малой длиной разрядного промежутка,значительные радиальные и азимутальные неоднородности [8*].Другим направлением, развиваемым в начале 90-х годов, былоиспользование магнитного поля для улучшения характеристик реактивногоионного травления (РИТ) в ВЧЕ разрядах. РИТ часто приводит кнежелательным радиационным повреждениям и/или загрязнениям поверхности,которые должны впоследствии удаляться. ВЧЕ разряды в магнитном полепозволяют получить более высокие скорости травления и малые энергиибомбардировки ионов, что приводит к снижению количества повреждений иуменьшает потребность в их отжиге.
Использование магнитного поля вразрядах в смесях газов может приводить к пространственному разделениюкомпонент смеси [9*]. К началу данной работы лишь небольшое число работбыло посвящено изучению фундаментальных свойств ВЧЕ разрядов вмагнитном поле [10*–13*].Основным преимуществом реактивного ионного травления, являетсяпотенциальная возможность прецизионного анизотропного травления4материала в направлении, перпендикулярном его поверхности.
Широкоприменяемое в промышленности в начале 90-х годов травление вфторсодержащей плазме CF4 или CF4–O2 (SF6, NF3, ClF3 и др.) при отсутствиикаких-либо кристаллографических эффектов происходит изотропно содинаковой скоростью по всем направлениям. Анизотропное травлениестимулируют бомбардировкой положительными ионами. Однако при большихконцентрациях атомарного фтора F (1014÷1015 см-3) в плазме ионное ускорениепроцесса травления не исключает спонтанного травления под маску и необеспечивает необходимой в задачах субмикронной технологии анизотропиитравления.
В связи с этим было предложено использовать в качестветравителей менее химически активные галогены. Так в работах [14*, 15*] былапродемонстрирована возможность анизотропного травления кремния в плазметрифторбромметана (CF3Br). Однако к началу работ, представленных в даннойдиссертации, внутренние параметры CF3Br плазмы, химические реакции ичастицы, ответственные за процесс травления кремния в CF3Br плазме не былиизучены.Наряду с травлением полупроводниковых структур ВЧЕ разрядыиспользуют для осаждения тонких аморфных гидрогенизированныхуглеродных пленок, часто называемых алмазоподобными.
Они обладаютуникальными свойствами, такими как высокие твердость, электрическаяпрочность, химическая стойкость, прозрачность в видимой области спектра, ииспользуются в качестве диэлектрических и защитных слоев, в том числе вмикроэлектронике [16*]. При плазменном осаждении алмазоподобных пленокчасто используются смеси метана с водородом и инертными газами. Несмотряна активные исследования метансодержащей плазмы [17*–19*], параметрыхимически активных частиц, физико-химические процессы протекающие вплазме и на поверхности к началу работы над диссертацией оставались слабоизученными. Разработка методов контроля и изучение параметровметансодержащей плазмы представляют практический интерес для пониманиямеханизмов формирования алмазоподобных пленок и оптимизации условий ихосаждения.Прогресс в разработке источников плазмы для изготовленияполупроводниковых структур требует знания параметров плазмы этихисточников.
Экспериментальное исследование параметров и физикохимических процессов в химически активной плазме представляет собойчрезвычайно трудную задачу. Методы контактной диагностики неравновеснойплазмы разработаны авторами [20*]. Методы мониторинга параметров плазмыв реакторах для плазменного травления активно развивались в последнемдесятилетии [21*].Барьерные разряды (БР) обеспечивают эффективные технологии дляполучения неравновесной плазмы в газах атмосферного давления. Свойства БРпривели к большому количеству индустриальных приложений барьерных5разрядов, таких как генерация озона, модификация поверхностей, осаждениепокрытий, контроль загрязнений, стерилизация и дезинфекция, CO2-лазеры,эксилампы и плазменные дисплейные панели (ПДП) [22*– 24*].Эксимерные лампы (эксилампы) – относительно недавно появившийсякласс источников спонтанного УФ- и ВУФ- излучения, в которых используетсянеравновесное излучение эксимерных или эксиплексных молекул [25*, 26*].
Вотличие от люминесцентных и тепловых источников УФ и ВУФ излучения, до80% общей мощности излучения эксилампы может быть сосредоточено в узкой(не более 10 нм на полувысоте) полосе соответствующей молекулы. При этомудельные мощности излучения превышают величины, характерные для лампнизкого давления на резонансных переходах атомов. К числу наиболееизученных и востребованных относятся эксилампы на переходах димераксенона Xe*2 (λ=172 нм).К началу исследования барьерных разрядов в рамках диссертационнойработы как отечественными, так и зарубежными группами был проведен циклработ по созданию, исследованию и применению эксиламп [27*–29*]. Однакомногообразие возможных условий возбуждения эксиламп, влияние на ихвыходные характеристики многих, часто взаимозависимых, факторовсущественно осложняют создание эксиламп с необходимыми для практическихприменений выходными параметрами [30*].
Дальнейшее совершенствованиеэксиламп актуально в связи с возрастающими потребностями науки и техники вмощных и недорогих источниках УФ и ВУФ излучения.Плазменные дисплейные панели (ПДП) представляют собой матрицысубмиллиметровых флуоресцентных ламп, сложным образом контролируемыхэлектронными драйверами [31*, 32*]. Каждый элемент изображения (пиксель)ПДП состоит из трех элементарных разрядных ячеек, излучающихультрафиолетовое (УФ) излучение. УФ излучение с помощью люминофоровпреобразуется в видимый свет трех цветов. Плазма в каждой ячейке ПДПпеременного тока генерируется барьерным разрядом, горящем в тлеющемрежиме в смеси инертных газов.
Типичное давление составляет 500 Тор вгазоразрядном зазоре 100 мкм. В качестве переменного напряженияиспользуется прямоугольный сигнал частотой порядка 100 кГц и временемнарастания 200–300 нс. Во включенном состоянии через разрядную ячейкукаждые полпериода проходит импульс тока длительностью менее 100 нс.Несмотрянарядпрекрасныххарактеристик,излучательнаяэффективность ПДП переменного тока остается низкой по сравнению сэлектронно-лучевыми трубками (ниже ~в 3 раза) и требует улучшения [31*].Существенной частью улучшения технологии ПДП является пониманиеосновных физических процессов динамики плазмы, распределения энергииэлектронов и взаимодействия плазмы с поверхностью. Малые размеры ПДПячеек и короткие времена горения разряда делают экспериментальнуюдиагностику очень сложной.6Несмотря на сложность экспериментальных исследований, в последниегоды была проведена оптическая диагностика плазмы в ПДП ячейках.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
