Magnetic enhancement of the electrical asymmetry effect in capacitively coupled plasmas
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The development of real-time control strategies for key discharge parameters, such as densities, fluxes, and energy distributions, is of fundamental interest to many plasma sources. Over the last decade, multi-harmonic ‘tailored’ voltage waveforms have been successfully employed to achieve enhanced control of key parameters in a wide range of radio-frequency (RF) plasma sources through application of the electrical asymmetry effect (EAE). More recently, the analogous magnetic asymmetry effect (MAE) has been numerically and experimentally demonstrated to achieve a notable degree of control in parallel plate RF plasma sources. The MAE is achieved via selectively magnetising the charged species adjacent to one electrode, altering the charge flux to the surface and enforcing a DC self-bias to maintain quasineutrality. This study addresses the degree of control achieved by the MAE in a non-planar geometry via 2D fluid/kinetic simulations of a magnetised RF capacitively coupled plasma source employing two different magnetic topologies. The simultaneous application of the EAE and MAE is then presented for the same geometry, demonstrating a degree of non-linear behaviour dependant upon the applied magnetic topology. Control of the DC self-bias voltage <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>η</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>dc</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> is demonstrated for a single <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:mn>600</mml:mn> <mml:mtext> </mml:mtext> <mml:msub> <mml:mi>V</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi>pp</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> , 13.56 MHz discharge in both ‘convergent’ (maximum on-axis field strength) and ‘divergent’ (minimum on-axis field strength) magnetic topolgies. MAE induced modulations of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>η</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>dc</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mtext> </mml:mtext> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mtext> </mml:mtext> <mml:mn>0.13</mml:mn> <mml:mtext> </mml:mtext> <mml:msub> <mml:mi>V</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi>pp</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> and <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>η</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>dc</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mtext> </mml:mtext> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mtext> </mml:mtext> <mml:mn>0.03</mml:mn> <mml:mtext> </mml:mtext> <mml:msub> <mml:mi>V</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi>pp</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> are achieved for each magnetic topology, respectively, for magnetic field strengths between 50 and 1000 G. Simultaneous application of an EAE and MAE is achieved through a multi-harmonic ‘peak’-type tailored voltage waveform employing varying harmonic phase offsets between <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mn>0</mml:mn> <mml:mrow> <mml:mo>∘</mml:mo> </mml:mrow> </mml:msup> <mml:mtext> </mml:mtext> <mml:mtext>⩽</mml:mtext> <mml:mtext> </mml:mtext> <mml:mi>θ</mml:mi> <mml:mtext> </mml:mtext> <mml:mtext>⩽</mml:mtext> <mml:mtext> </mml:mtext> <mml:msup> <mml:mn>360</mml:mn> <mml:mrow> <mml:mo>∘</mml:mo> </mml:mrow> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> . The degree to which the DC self-bias voltage is modulated by the applied EAE is mediated by the orientation and magnitude of the applied magnetic field. The EAE induced DC self-bias modulations exhibit non-linear behaviour in response to a superimposed MAE, such that the resulting DC self-bias differs from an additive combination of the two effects alone Simultaneous application of the electrical and MAEs offers the possibility of further decoupling ion and electron dynamics in RF plasma sources, and represents an improvement over each approach in isolation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».