双频容性耦合等离子体（dual-frequency capacitively coupled plasma DF-CCP）源可产生大面积均匀等离子体,并且具有优良的控制性能、低成本等优点,是半导体工业中最重要的刻蚀和薄膜沉积设备;等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术具有低温成膜、低能耗等优点,是半导体工业中重要的薄膜沉积技术;氧气（O₂）和氮气（N₂）来自空气,成本低廉,是PECVD技术中最为常用的两种气体。此外,DF-CCPECVD中的各宏观物理量,特别是等离子体密度、速度、电子温度、功率沉积密度、电势等,以及放电过程中的化学反应对PECVD技术影响有着直接而甚大的影响,掌握这种影响后可用来提高实际PECVD工艺的性能。而传统的整体模型简化较多,不能准确把握各外部参数对等离子体宏观物理量的影响。为此,本文采用自洽的流体力学模型,在PECVD参数下,对N₂-5%O₂双频容性耦合放电过程进行研究,为下一步全面数值模拟N₂-O₂-SiH₄混合气体双频容性耦合放电做了前期工作,当然该工作的作用并不仅限于此。第一章简短介绍了等离子体和薄膜沉积的概念,以及氧气和氮气放电的研究进展。第二章详细介绍了模拟容性耦合放电的流体力学模型,并对模型中各参数的选取和确定进行了全面概括,最后简单介绍了模拟中用到的主要算法。第三章以N₂-5%O₂放电的一维流体力学模拟为依托,着重讨论了气体压强、高低频电压、高低频频率、极板间距对DF-CCP宏观物理量的影响。模拟的结果表明:等离子体密度主要受高频电源控制,提高高频电源的频率、电压幅值与增加气体压强均能有效地提高等离子体的密度,而且三者的影响强度顺序为:高频频率＞高频电压幅值＞压强。低频电源对等离子体密度的影响相对而言不大,但是等离子体密度和低频频率和低频电压都成反向关系,不过当低频电压高于200V时,这种反向关系特别弱。下极板处的离子速度和高低频电压都成正向关系,不同离子的速度和它们的动量转移截面成反比。在等离子体区,正离子密度总和与负离子与电子的密度总和几乎相同,电场与电子温度分布较为平坦;在鞘层区,负离子密度基本为零,电子密度相对于正离子密度也很小,这样正负电荷的密度出现差异,导致鞘层区中的电场强度明显增强,于此同时电子受到鞘层电场的加速使得电子温度在鞘层区比在等离子区要高得多,甚至相差几倍。电负性和压强、高频频率、高频电压成反向关系,更确切的说,它和沉积功率密度和电子密度成反向关系。值得注意的是,电负性和功率沉积密度两者在轴向分布上形状相似。另外N₂⁺和O₂共振电子转移强度受压强影响最大,二者成反向关系。第四章基于N₂-5%O₂放电的二维流体力学模拟,主要着墨于DF-CCP中的等离子体密度在径向的分布情况。由计算结果可以发现:等离子体密度的径向分布在中心区域内基本均匀,而在电极半径位置附近有一个峰值。另外通过纯N₂放电和N₂-5%O₂放电的比较发现:在氮气中加入5%氧气,有效增加了放电效率,增加了各粒子密度。