自适应网格在 PECVD 模拟中起着至关重要的作用，它可以对等离子体行为进行精确建模，尤其是在电极附近的薄鞘区。这种功能可以精确计算电磁场和粒子分布，这对优化沉积过程至关重要。自适应网格可根据需要动态调整分辨率，在计算效率和物理精度之间取得平衡，从而捕捉到影响薄膜均匀性和质量的等离子鞘等关键现象。
要点说明：
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等离子鞘分辨率
- 自适应网格可在电极边界等形成等离子鞘的关键区域局部细化网格尺寸。
- 等离子鞘是具有强电场的狭窄区域，可控制离子加速和自由基生成。
- 如果不进行自适应网格划分，这些区域的分辨率可能会不足，从而导致对沉积速率或薄膜特性的模拟不准确。
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计算效率
- 在大块等离子体区域使用较粗的网格，减少不必要的计算开销。
- 动态调整可确保资源集中用于物理梯度最大的区域（如喷淋头电极附近）。
- 这就平衡了工业规模反应器设计的精度和实际模拟运行时间。
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对沉积均匀性的影响
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精确的护套建模有助于预测
- 自由基种类分布（如 SiNx 沉积过程中的硅烷解离）。
- 离子轰击能量会影响薄膜密度和应力。
- 例如，在半导体应用中，这可确保在高纵横比特征上形成保形涂层。
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精确的护套建模有助于预测
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工艺优化
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自适应网格划分有助于研究
- 射频/射频功率耦合效率（对等离子体密度控制至关重要）。
- 喷淋头附近气体流与等离子体的相互作用。
- 这些见解有助于为特定材料（如碳氟化合物聚合物与氧化物）量身定制压力或频率等参数。
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自适应网格划分有助于研究
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多尺度挑战
- PECVD 结合了宏观尺度的气体流动和微观尺度的等离子体动力学。
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自适应网格衔接了这些尺度，实现了以下方面的统一模拟：
- 反应物传输（毫米尺度）
- 电子平均自由路径（微米级）。
通过解决这些多尺度的相互作用，自适应网格支持了对温度敏感的应用（如医疗设备涂层）的进步，而传统的 CVD 会损坏基底。它在将实验室规模的 PECVD 研究成果转化为生产环境方面发挥着关键作用。
汇总表：
| 自适应网格的关键作用 | 对 PECVD 仿真的影响 |
|---|---|
| 等离子鞘分辨率 | 可对电极附近的电场和离子分布进行精确建模。 |
| 计算效率 | 仅在关键区域（如鞘）细化网格，兼顾精度和速度。 |
| 沉积均匀性 | 预测基团分布和离子能量，以确保薄膜质量的一致性。 |
| 工艺优化 | 研究射频功率耦合和气体-等离子体相互作用，以定制沉积参数。 |
| 多尺度集成 | 将宏观尺度的气体流动与微观尺度的等离子体动力学相结合，实现统一模拟。 |
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