تجزیه و تحلیل المان محدود پلاسمای گاز آرگون تولید شده به روش پلاسمای جفت شده القایی با توان ورودی، موقعیت سیم پیچ و ضخامت دی الکتریک متغیر

پلاسمای جفت شده القایی به طور گسترده در کاربردهایی مانند پردازش مواد و ساخت ادوات میکروالکترونیک استفاده می شود. با این حال، خواص الکترومغناطیسی آنها به طور کامل بررسی نشده است. بنابراین، ما شبیه‌سازی‌های المان محدود (2 بعدی)، وابسته به زمان را در این پژوهش انجام دادیم. نمودارهای میدان مغناطیسی، چگالی الکترون، و دما را برای گاز آرگون با اعمال توان متغیر 750 وات، 950 وات، 1100 وات و 1200وات انجام داده‌ایم. در یک مطالعه مقایسه ای، اثر تغییر توان ورودی بر پارامترهای پلاسما بررسی شد و نتایج مربوطه نشان داده شد. نشان داده شد که با افزایش توان، چگالی الکترون و دما در محفظه کار افزایش می یابد. در ادامه، با توان ثابت 1200 وات به عنوان یک توان بهینه شده، تاثیر جابجایی موقعیت سیم پیچها و کاهش ضخامت لایه دی الکتریک بر شار میدان مغناطیسی، چگالی الکترون و دما بررسی شد و نشان دادیم که با تغییر مکان سیم پیچها، شار میدان مغناطیسی، چگالی الکترون و دمای راکتور تغییری نمی کند.اما با کاهش ضخامت لایه دی الکتریک شار میدان مغناطیسی، چگالی الکترون، و دما به مقدار ناچیزی کاهش می یابد.

finite element analysis of argon gas plasma produced by inductively coupled plasma method with variable input power, coil position and dielectric thickness

inductively coupled plasma (icp) is widely used in applications such as material processing and microelectronic device fabrication. however, their electromagnetic properties have not been fully investigated. therefore, we performed time-dependent (2d) finite element simulations in this study. we have made profiles of magnetic field, electron density, and temperature distribution for argon gas by applying variable power of 750 w, 950 w, 1100 w and 1200 w. in a comparative study, the effect of input power change on plasma parameters was investigated and the relevant results were shown. it was shown that with increasing power, the electron density and temperature in the working chamber increase. in the following, with a constant power of 1200 watts as an optimized power, the effect of changing the position of the coils and reducing the thickness of the dielectric layer on the magnetic field flux, electron density and temperature was investigated and we showed that by changing the position of the coils, the magnetic field flux, the electron density and the temperature of the reactor do not change. however, with the decrease in the thickness of the dielectric layer, the magnetic field flux, the electron density, and the temperature decrease to an insignificant amount.