نمذجة لخصائص كهربائية، موضعية وزمنية، لبلازما الأرغون والحساب العددي لمسبار لانجمير داخل جهاز رش مهبطي مغنطروني مغدى بنظام RF

Abstract

Dans ce travail, nous avons développé une modélisation numérique de pulvérisation cathodique magnétron alimentée par une source de tension radiofréquence RF13.56 MHz pour calculer les propriétés électriques d’un plasma d'argon, en utilisant le modèle fluide d'un système unidimensionnel dépondant du temps. Ce modèle est basé sur l’équation de continuité et l’équation de l’énergie électronique couplée avec l’équation de Poisson. Nous avons considéré la mobilité électronique dépondant du champ magnétique et le coefficient de diffusion électronique dépondant de la température électronique en fonction de la relation d'Einstein. Nous avons utilisé le schème exponentiel du terme de flux. Les équations ont été résolues numériquement par la méthode des volumes finis et la méthode itérative d'algorithme de Thomas. Les résultats obtenus pour les propriétés électriques du plasma (densité électronique, densité ionique, potentiel électrique, champ électrique et température électronique) étaient cohérents avec les résultats d'autres auteurs. Pour valoriser nos travaux nous avons étudié l'effet du champ magnétique, de la pression du gaz et de la tension appliquée sur les propriétés du plasma. Finalement, nous avons calculé la caractéristique courant-tension de la sonde de Langmuir :

: In this work, we have developed a numerical model of radio-frequency RF13.56 MHz magnetron sputtering to calculate electrical properties of argon plasma, using the fluid model of onedimensional time-dependent system. This model is based on continuity equation and energy electron equation coupled with Poisson’s equation. We have considered the electron mobility depends on magnetic field and the electron diffusivity is assumed to be dependent of electron temperature by Einstein’s relation. The fluxes are discretized using the exponential scheme. We have resolved equations with numerical finite volume method and the Thomas algorithm iterative method. The obtained results for the electrical properties (electron and ion densities, electrical potential, electric field and electron temperature) are in good agreement with previous works. To valorize our work we studied the effect of the magnetic field, the gas pressure and the applied voltage on the properties of the plasma. Finally, we calculated the current-voltage characteristic Langmuir probe.