PG-EAM - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Aeronáutica e Mecânica
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Dissertação de Mestrado PG-FÍSICA 2010

Estudo de uma descarga de radiofreqüência capacitiva de oxigênio a baixa pressão.

Autor

Sérgio Wener Chula Parada

Orientadores

Área de Concentração

Física de Plasmas

Programa

Física

Data de Defesa

23/06/2010

Número da Tese

000557983

Resumo

Com o uso de uma sonda de Langmuir e modelos numéricos se investigou uma descarga de oxigênio num reator acoplado capacitivamente a uma fonte de radiofrequência, com o propósito de se estudar os parâmetros intrínsecos do plasma, como densidade eletrônica e iônica, potencial flutuante, potencial do plasma, temperatura eletrônica, potencial da bainha catódica - VDC, em relação aos parâmetros de processo: potência e pressão. Dentre os resultados apresentados neste trabalho destacamos a boa concordância da densidade eletrônica calculada pelo Modelo Global - MG, e medida pela sonda de Langmuir. Além disso, tanto o método partícula-na-célula - PIC quanto o MG apresentaram uma boa concordância em relação a temperatura eletrônica simulada e medida experimentalmente. Foi observado experimentalmente que a temperatura eletrônica - Te, é intensificada para pressões abaixo de 30 mTorr, embora a densidade eletrônica seja baixa, como é característico do reator de corrosão a plasma por íons reativos - RIE. Aumentando-se a potência consegue-se um aumento da densidade eletrônica e iônica, embora a temperatura tenda a se manter em torno de 2 eV, para potências acima de 50 W. Um aumento da temperatura eletrônica apenas é substancial para potências menores que 30 W, para qualquer valor de pressão, embora para essa faixa de potência a densidade eletrônica seja baixa. Uma anomalia no perfil da densidade eletrônica em função da pressão foi encontrada para a região em torno de 85 mTorr. Estudos complementares serão conduzidos com o objetivo de melhor esclarecer essa anomalia. Por último, a FDEE se mostrou bi-Maxwelliana para pressões abaixo de 20 mTorr para todos os valores de potência investigados.

Palavras-chave

Reatores Sonda de Langmuir Descargas elétricas Radiofrequência Oxigênio Baixa pressão Simulação de plasma Diagnóstico de plasmas Processamento de materiais a plasma Física de plasmas Física