Estudo de um modelo bidimensional de reator de plasma RF com acoplamento capacitivo simulado pelo método de elementos finitos

Resumo

Neste trabalho estudamos um plasma de acoplamento capacitivo com fonte com radiofrequência de 13,56 MHz e pressão a 13,33 Pa utilizando o código finite elements method (FEM) para a simulação de um modelo bidimensional de descarga de argônio. É de extrema importância conhecer o que ocorre na câmara de deposição de filmes finos na expectativa de alcançar a redução de custos na produção de filmes finos. Os resultados demonstram, considerando o comprimento de Debye e pela evidência da presença de bainhas, o efeito de blindagem no plasma. A densidade de elétrons encontrada está em concordância com o modelo global aproximado de descarga descrito previamente. Variações de parâmetros como a potência fornecida, na faixa de 1 a 100 W, gerou um plasma mais energético com a densidade de elétrons entre 1,5Å~1015 e 5Å~1016 m-3. No modelo foi possível visualizar na distribuição espacial do plasma a formação e a assimetria da bainha, o que possibilitou estabelecer a posição de maior densidade nos eixos axial e radial. Adicionalmente, essas distribuições demonstram regiões não uniformes de densidade, o que é confirmado pela observação experimental de uma maior erosão do alvo, e os filmes depositados apresentam espessuras menores das bordas axiais do substrato.