Kinetische Simulation von Modenübergängen und Hysterese-Effekten in kapazitiven Hochfrequenzentladungen

Sebastian Wilczek, Jan Trieschmann, Julian Schulze, Edmund Schüngel, Ralf Peter Brinkmann, Zoltan Donko, Aranka Derzsi, Ihor Korolov, Thomas Mussenbrock

DPG Früh­jahrs­ta­gung 2014, Berlin, Ger­ma­ny, 17 - 21 March


Abstract

In kapazitiv gekoppelten Hochfrequenz-Niederdruckplasmen treten in Abhängigkeit von der Kombination unterschiedlicher äußerer Parameter eine Vielzahl kinetischer Effekte auf. Ein wichtiger Mechanismus ist die stochastische Heizung. Elektronen wechselwirken mit der hochfrequent oszillierenden Randschicht und gewinnen im Mittel kinetische Energie. Für die Wechselwirkung spielt der Auftreffzeitpunkt der Elektronen die entscheidende Rolle. Ob die Elektronen die Randschicht erreichen während diese kollabiert oder expandiert, kann über die Anregungsfrequenz und den Elektrodenabstand eingestellt werden. Man hat somit die Möglichkeit, direkten Einfluss auf die stochastische Heizung zu nehmen. Der Beitrag diskutiert abrupte Übergänge von Betriebsmodi von kapazitiven Hochfrequenzentladungen, die im Rahmen von Particle-in-Cell-Simulationen beobachtet werden. Eine kleine Veränderung der Anregungsfrequenz führt u.U. zu einer drastischen Erhöhung der Elektronendichte. Es wird gezeigt, dass die unterschiedlichen Betriebsmodi bestimmten Hystereseeffekten unterliegen.

Tags: ccp, ccrf, kinetic simulation, multifrequency