シース内モンテカルロ・シミュレーション・モジュール

SMCSM

シース内モンテカルロシミュレーションモジュール（Sheath Monte-Caro Simulation Module; SMCSM）は、時間的に変化するシース内でのイオン、電子の運動を追跡し、ターゲット（基板）上でのエネルギー分布や角度分布を求めるモジュールです。

計算手法の概要

このモジュールの目的は、プラズマシース端からシースを通ってシース底部（ターゲット表面）に達するイオン、電子のエネルギー分布、角度分布等を計算することです。計算手順の概略はつぎのとおりです。 Liebermanらのシースモデル、あるいはPEGASUS/PHMにより、シース内の１ＲＦ周期分の電界の時間変化を計算しておく。 シース境界から荷電粒子（イオン、電子）を入れる。このとき、粒子は指定した速度分布（Maxwell-Boltzmann分布あるいはBohm速度+Maxwell-Boltzmann分布）をもたせる。また、シース境界に入射する時刻はＲＦ周期内で一様乱数で決める。 シース底部（ターゲット表面）に達するまで、時間変化する電界中での荷電粒子の運動を追跡する。このとき、シース内での衝突は無視する。 シース底部（ターゲット表面）に達した荷電粒子のエネルギー、入射角等をサンプリングする。

入力項目

入射する荷電粒子の電荷、質量。 Liebermanらのシースモデルを用いる場合は、シース形状を決めるためのパラメータを指定する。 シース端での電子密度 電子温度 周波数 電流値 これらはPEGASUS/PHMの計算結果を用いる場合は不要 PHMの計算結果を用いる場合は、PHMが出力する、シースの時間依存電界ファイル。

出力項目

シース底部（ターゲット表面）での、荷電粒子のエネルギー分布 シース底部（ターゲット表面）での、入射角度分布

計算例