Влияние скин-эффекта на импеданс ВЧ индукционного разряда

Abstract

В работе представлена феноменологическая модель импеданса плазмы индукционного ВЧ разряда в цилиндрической геометрии с учетом воздействия скин-эффекта на распределение электрического поля в плазме. С использованием предложенной модели получены основные составляющие импеданса плазмы индукционного ВЧ разряда и проводится их сравнение с уже существующими моделями. В работе показано, что устоявшееся в научной литературе представление области проводимости индукционного разряда в виде проводящего кольца толщиной порядка скин-слоя приводит к двукратному занижению расчетного импеданса плазмы. Результаты работы могут быть использованы как для совершенствования существующих моделей импеданса плазмы, так и для дальнейшего развития представления о физике индукционного ВЧ разряда. У роботі представлена феноменологічна модель імпедансу плазми індукційного ВЧ розряду у циліндричній геометрії з урахуванням впливу скін-ефекту на розподіл електричного поля у плазмі. З використанням запропонованої моделі отримано основні складові імпедансу плазми індукційного ВЧ розряду та наведено їх порівняння з існуючими моделями. У роботі доведено, що прийняте у науковій літературі представлення шару провідності індукційного розряду як провідного кільця з товщиною порядку скін-шару призводить до двократного заниження розрахованого імпедансу плазми. Результати роботи можуть бути використані як для удосконалення існуючих моделей імпедансу плазми, так і для подальшого розвитку представлень про фізику індукційного ВЧ розряду. Phenomenological model of a plasma impedance in an inductively coupled rf discharge are presented. The model takes into account a skin-effect in plasma for both cases of low and high density plasmas. General electrical characteristics of an inductively coupled rf discharge are obtained. Comparison to existing models has been done. It is shown that a consideration of the plasma as conductive loop with thickness of skin-depth order reduces a obtained plasma impedance by factor 2. The results can be use for further development of the existing models of the plasma impedance in an inductively coupled rf discharge.