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| 編輯推薦： |
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一、本书的研究内容具有前瞻性；二、本书通过大胆假设、多次的试验得出一定的研究成果，具有原创性；三、本书的研究成果可以用于实际应用领域，为科技进步、社会发展做贡献。
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| 內容簡介： |
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本书主要内容包括以下几个部分：一是射频空心阴极放电中空心阴极效应(hollow cathode effect，HCE)的变化规律以及放电参数的变化对HCE的影响。二是空心阴极孔外等离子体密度的增强机理。得到了阴极孔外的电子密度与电压、气压、二次电子发射系数、孔径、孔深、直流偏压等参数的关系。三是通过实验研究射频空心阴极放电中的发光条纹现象，得到了不同气压、功率、孔深下的条纹间距ΔS、电场以及电子密度等参数。本书的主要特点是具有专业性，系统性，独创性，指导性这几个特点。 本书非常适合作为低温等离子体物理领域的研究生及科研人员的参考用书。
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| 關於作者： |
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贺柳良，女，北京建筑大学理学院副教授。自2009年开始从事低温等离子体物理的研究，研究兴趣包括射频容性耦合等离子体源、等离子体不稳定性。以第一作者发表科研论文数十篇，主持完成多项科研项目，申请并授权专利多项。
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| 目錄：
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第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 射频空心阴极放电的研究进展
1.2.1 空心阴极效应
1.2.2 射频空心阴极放电中的电子加热
1.2.3 密度增强的射频空心阴极放电研究
1.3 气体放电中的条纹研究
1.3.1 气体放电条纹的背景介绍
1.3.2 直流辉光放电中的条纹
1.3.3 射频放电中的条纹
1.3.4 其他放电系统中的条纹
1.4 本书的研究内容与安排
第二章 PIC/MCC数值模拟方法
2.1 概述
2.2 PIC方法
2.2.1 电荷分配方法
2.2.2 泊松方程
2.2.3 粒子推进
2.3 MCC模型
2.4 碰撞后速度的确定
2.5 本书采用的结构模型
2.5.1 模型描述
2.5.2 代码验证
第三章 RF-HCD中的空心阴极效应
3.1 RF-HCD中HCE的一般特性
3.1.1 存在HCE时的电子密度分布
3.1.2 改变孔径对HCE的影响
3.1.3 射频电压的周期性变化对HCE的影响
3.1.3.1 空心电极鞘层扩张时的鞘层动力学
3.1.3.2 空心电极鞘层塌缩时的鞘层动力学
3.1.4 射频空心阴极放电中HCE的变化规律
3.1.4.1 空心电极鞘层扩张时的HCE变化规律
3.1.4.2 空心电极鞘层塌缩时的HCE变化规律
3.2 HCE的影响因素
3.2.1 电压对HCE的影响
3.2.2 二次电子发射系数对HCE的影响
3.2.3 外加偏压对HCE的影响
3.2.4 电极间距对HCE的影响
3.2.5 孔深对HCE的影响
3.2.6 孔径对HCE的影响
3.2.7 气压对HCE的影响
3.3 讨论
3.4 本章小结
第四章 RF-HCD中的孔外等离子体增强效应
4.1 RF-HCD中的孔外增强放电
4.2 孔外等离子体密度的影响因素
4.2.1 电压对孔外等离子体密度的影响
4.2.2 二次电子发射系数对孔外等离子体密度的影响
4.2.3 外加直流偏压对孔外等离子体密度的影响
4.2.4 孔深对孔外等离子体密度的影响
4.2.5 孔径对孔外等离子体密度的影响
4.2.6 气压对孔外等离子体密度的影响
4.3 讨论
4.4 本章小结
第五章 RF-HCD中的条纹现象
5.1 实验装置
5.2 低气压下RF-HCD中的条纹
5.3 放电参数对条纹的影响
5.3.1 功率对条纹的影响
5.3.2 气压对条纹的影响
5.3.3 管径对条纹的影响
5.3.4 孔深对条纹的影响
5.4 条纹化通道的电场及其与条纹间距ΔS的关系
5.5 RF-CCP条纹的机理
5.6 本章小结
第六章 总结和展望
6.1 本书主要工作和结论
6.2本书主要的创新性成果
6.3 对今后工作的展望
参考文献
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| 內容試閱：
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前言 基于空心电极增强的射频容性耦合等离子体源是一种高效电离和高密度的射频等离子体源 ，广泛应用于微电子工业中高端芯片生产的等离子体刻蚀和薄膜沉积过程。评价刻蚀过程良好的指标主要有高的刻蚀速率，刻蚀均匀等，提高等离子体密度可提高刻蚀速率。提高电源频率可提高等离子体密度，但高的驱动频率也容易导致趋肤效应、驻波效应等电磁现象的发生，从而导致等离子体在径向上分布不均匀，最终将影响等离子体工艺的径向均匀性。而如果将常规的平行板电极用空心电极来代替，即采用射频空心阴极放电装置，能在13.56MHz的较低频率下（不出现电磁效应）在孔外获得高密度且径向均匀性好的等离子体，因此射频空心阴极放电具有很高的应用价值。但孔外高密度等离子体的产生机理和调控手段目前还不明确，因此无法通过优化装置来改善等离子体特性，也无法针对已经搭建好的射频空心阴极放电装置提出有效的参数控制技术。由于在一定放电条件下空心电极孔内存在的空心阴极效应与孔外的高密度等离子体之间是“源”和“汇”的关系。因此，本书采用了实验结合数值模拟的方法，通过对孔内的一个射频周期内不同时刻孔内HCE的变化及其维持机制，孔内HCE以及孔外的等离子体密度与操作条件（包括电源功率、工质气体的气压、电极间距、空心电极尺寸和形状 ）之间的关系的研究，旨在弄清射频和空心阴极效应的耦合机制，明确孔外等离子体密度的增强机理，得到孔外等离子体密度与放电条件的预估关系，为高密度射频容性耦合等离子体源的设计与优化提供理论依据。同时，孔外等离子体分布的均匀性也是射频空心阴极放电中的核心问题，本书也将对放电产生的不均匀等离子体现象-发光条纹进行研究。本书的主要内容包括如下几个部分：（1）射频空心阴极放电中空心阴极效应的变化规律及放电参数对HCE的影响的研究。（2）空心阴极孔外等离子体密度增强机理以及影响因素的研究。（3）射频空心阴极放电中的等离子体不均匀不稳定性-发光条纹的研究。本书的主要特点是具有专业性，系统性，独创性，指导性这几个特点。该书非常适合作为低温等离子体物理领域的研究生及科研人员的参考用书。
1.1 研究背景和意义
空心阴极放电是一种阴极为空腔状结构的特殊放电形式。由于这一特殊空腔结构，放电存在“空心阴极效应(HCE)”[1]。与正常辉光放电相比，空心阴极放电具有如下特点：(1)工作气压高，维持电压低，电流密度大；(2)体等离子体区内的电子、离子密度高；(3)空心阴极放电中具有大量高能电子；(4)阴极孔内存在强烈的溅射。基于以上特点，空心阴极放电已广泛地应用于光谱化学[2，3]、等离子体喷涂[4，5]、等离子体推进器[6]等领域。最近，人们又开发了射频空心阴极放电等离子体源(radio frequency hollow cathode discharge，RF-HCD)，它是射频容性耦合等离子体源(radio frequency capacitively coupled plasma，RF-CCP)的一种特殊结构，其特点是将射频源施加于空心阴极上。在 RF-HCD 结构中，存在两种机制来加强电离：高频效应和 HCE。因此，RF-HCD 能取得比常规的 RF-CCP 更高的等离子体密度。而提高等离子体密度是提高薄膜沉积速率的有效方法，因此射频空心阴极放电经常用于薄膜的快速沉积 [7-9]、干刻蚀[10] 和材料的表面处理中[11，12]。
但利用 RF-HCD 产生的高密度等离子体一般在空腔内部，经常得不到充分利用。利用气流喷射技术可以导出空心阴极内产生的高密度等离子体[13]，这样就可以在空心阴极的外部利用其孔内放电产生的高密度等离子体。另外一种引出高密度等离子体的方法是采用所谓“增强型辉光放电”模式，它通常是在放电的轴向方向外加磁场，从而使高密度等离子体得以向孔外延伸[14，15]。
在实际的RF-HCD的应用中，为了得到良好的刻蚀或沉积产品，对刻蚀和沉积中等离子体的物理过程进行研究是极其必要的[16]。这些研究包括RF-HCD的HCE特性、RF-HCD的孔外等离子体密度增强机理、放电参数(如电源电压、阴极孔径、孔深等)对HCE和孔外等离子体密度的影响等。而通过实验方法很难获得射频放电中一个周期内不同时刻放电参数的变化，从而也很难通过实验方法来研究RF-HCD中等离子体的物理过程。而计算机仿真模拟则可以很好地再现一个周期内放电参数的变化，因此，它是研究RF-HCD中等离子体物理过程的较好方法。
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