Вакуумно-плазменные процессы и технологии. Ефремов А.М - 19 стр.

UptoLike

19
компонентом в
j
-м процессе.
Кинетические характеристики процессов упругого взаимодейст-
вия и транспорта (диффузия, дрейф) электронов определяются низко-
энергетичной частью ФРЭЭ и зависят, в основном, от средней энер-
гии электронов. Высокопороговые процессы ионизации, возбуждения
и диссоциации в большей степени зависят от доли электронов в вы-
сокоэнергетичном «хвосте» ФРЭЭ. В тех случаях, когда нахождение
реальной ФРЭЭ затруднено, а также для оценочных расчетов можно
воспользоваться модельными ФРЭЭ, из которых наибольший интерес
представляют распределения Драйвестена и Максвелла. Драйвесте-
новская ФРЭЭ соответствует ситуации, когда потери энергии элек-
тронов происходят только из-за упругих столкновений при длине
свободного пробега, не зависящей от энергии:
()
=
2
2
2/1
2/3
44.0exp89.0
ε
ε
εεε
D
f . (1.29)
В уравнении (1.29) величина
ε
носит название средней энергии
электронов. Максвелловская ФРЭЭ учитывает только столкновения
между электронами и носит название равновесной:
()
=
ε
ε
εεε 27.1exp62.1
2/1
2/3
M
f . (1.30)
Для максвелловского распределения можно использовать понятие
электронной температуры
ε
32
=
e
kT . При равной средней энергии
электронов при максвелловском распределении в плазме содержится
значительно больше быстрых электронов, чем при распределении
Драйвестена. Именно максвелловская ФРЭЭ чаще всего используется
для аппроксимации энергетического распределения электронов в ВЧ
разрядах низкого давления (в том числе - в источниках «плотной»
(high-density) плазмы»), которые преимущественно используются в
технологии плазменного травления и нанесения покрытий.
Еще одной важной характеристикой процессов соударений
электронов с тяжёлыми частицами является таунсендовский кинети-
ческий коэффициент (
α
), который представляет собой число актов
данного процесса, совершаемое одним электроном на единице пути в
направлении поля. Такой коэффициент был введён впервые Таунсен-
дом в теории электронных лавин для описания ионизационных про-
компонентом в j -м процессе.
     Кинетические характеристики процессов упругого взаимодейст-
вия и транспорта (диффузия, дрейф) электронов определяются низко-
энергетичной частью ФРЭЭ и зависят, в основном, от средней энер-
гии электронов. Высокопороговые процессы ионизации, возбуждения
и диссоциации в большей степени зависят от доли электронов в вы-
сокоэнергетичном «хвосте» ФРЭЭ. В тех случаях, когда нахождение
реальной ФРЭЭ затруднено, а также для оценочных расчетов можно
воспользоваться модельными ФРЭЭ, из которых наибольший интерес
представляют распределения Драйвестена и Максвелла. Драйвесте-
новская ФРЭЭ соответствует ситуации, когда потери энергии элек-
тронов происходят только из-за упругих столкновений при длине
свободного пробега, не зависящей от энергии:
                                                              ε 2 
             f D (ε ) = 0.89 ε                          
                                 −3 / 2
                                          ε   1/ 2
                                                     exp − 0.44 2 .     (1.29)
                                                              ε 
                                                        

В уравнении (1.29) величина ε носит название средней энергии
электронов. Максвелловская ФРЭЭ учитывает только столкновения
между электронами и носит название равновесной:

                                                              ε 
             f M (ε ) = 1.62 ε
                                 −3 / 2
                                          ε 1 / 2 exp − 1.27    .    (1.30)
                                                              ε  

Для максвелловского распределения можно использовать понятие
электронной температуры kTe = 2 3 ε . При равной средней энергии
электронов при максвелловском распределении в плазме содержится
значительно больше быстрых электронов, чем при распределении
Драйвестена. Именно максвелловская ФРЭЭ чаще всего используется
для аппроксимации энергетического распределения электронов в ВЧ
разрядах низкого давления (в том числе - в источниках «плотной»
(high-density) плазмы»), которые преимущественно используются в
технологии плазменного травления и нанесения покрытий.
      Еще одной важной характеристикой процессов соударений
электронов с тяжёлыми частицами является таунсендовский кинети-
ческий коэффициент ( α ), который представляет собой число актов
данного процесса, совершаемое одним электроном на единице пути в
направлении поля. Такой коэффициент был введён впервые Таунсен-
дом в теории электронных лавин для описания ионизационных про-

                                                     19