容性耦合射频放电中二次电子的非局域动力学

在容性耦合射频（CCRF）放电中，等离子体与平面边界的相互作用与诸多对工艺过程高度相关的现象相联系。一种可能的等离子体-表面相互作用是二次电子（SEs）的产生，其在鞘层电场中加速时会显著影响放电。然而，二次电子，尤其是电子诱导的二次电子（$\updelta$-电子），在理论与模拟中常被忽略。由于表面有效产生$\updelta$-电子的阈值能量相对较高，其动力学与离子诱导二次电子（$\upgamma$-电子）的动力学紧密关联且纠缠在一起。因此，必须在纳秒时间尺度上实现对电子动力学的基本理解，并需将不同电子组的影响分离开来。本文利用对称放电在低气压 regime（$p\,=\, 1\,\rm{Pa}$）下的$1d3v$粒子网格/蒙特卡洛碰撞（PIC/MCC）模拟，并包含针对二氧化硅的真实电子-表面相互作用。引入了一种诊断框架，将电子分离为三组（“体电子”、“$\upgamma$-电子”与“$\updelta$-电子”）以分析并讨论其动力学。随后给出电极间隙尺寸$L_\mathrm{gap}$的变化，作为显著改变放电动力学的控制手段。研究表明，该控制分别导致低等离子体密度与高等离子体密度两种不同 regime。解释了两种 regime 的基本电子动力学，这需要从全局参数（如密度）到单电子轨迹的完整分析。