射频磁控溅射中离子输运的计算机模拟

采用射频辉光放电等离子体壳层模型和蒙特卡罗法，模拟了射频磁控溅射镀膜中工作气体离子(Ar^ )的输运过程，得到了离子到达靶面时的入射能量、角度和位置。模拟结果：对靶材溅射的离子主要来自于溅射坑上方的等离子体区域，初始离子的位置分布可通过靶材溅射坑的形貌拟合得到；离子的能量主要集中在壳层电压附近，离子大多数以垂直入射。模拟与实际相符，可用作进一步模拟离子对靶材溅射时的输入参数。     

射频磁控溅射中离子输运的计算机模拟

采用射频辉光放电等离子体壳层模型和蒙特卡罗法 ,模拟了射频磁控溅射镀膜中工作气体离子 (Ar+)的输运过程 ,得到了离子到达靶面时的入射能量、角度和位置。模拟结果 :对靶材溅射的离子主要来自于溅射坑上方的等离子体区域 ,初始离子的位置分布可通过靶材溅射坑的形貌拟合得到 ;离子的能量主要集中在壳层电压附近 ,离子大多数以垂直入射。模拟与实际相符 ,可用作进一步模拟离子对靶材溅射时的输入参数。     

离子刻蚀的概况

离子刻蚀是利用众所周知的阴极溅射效应对表面进行选择性的剥离加工。由于轰击粒子小和离子刻蚀过程的计量极为精确,因此,用这种方法加工表面,使表面溶解深度在单原子层范围内。离子刻蚀可用来清洗,抛光或进行薄刻蚀,还可配合表面分析法测量密集图形。尤其在微电子技术方面,要求侧表面结构具有越来越高的分辨率,例如最高达0.1μm,这样,配合适当的掩模技术,离子刻蚀就可制获这种表面结构。所以,离子刻蚀在工艺上的重要性与日俱增地显示出来。 离子刻蚀分两种:一种是离子束刻蚀,刻蚀时离子的发生、加速和聚焦均不受靶室影响;另一种是溅射刻蚀,…     

真空舱几何结构对离子推力器背溅射沉积影响的计算研究

有效降低溅射沉积影响是离子推力器地面寿命试验需要解决的关键技术问题。本文建立了真空舱壁上溅射物沉积到离子推力器表面的计算模型。结合LIPS-200推力器束流特性和石墨材料内衬,应用该模型分别计算和分析了平面靶圆柱型、平面靶圆锥台型、球面靶圆柱型、凸锥靶圆柱型、凹锥靶圆柱型五种真空舱几何形状与尺寸对离子推力器背溅射沉积的影响关系规律,得到了对具体设计LIPS-200推力器寿命试验真空舱具有指导作用的重要结论。     

多元合金溅射问题的蒙特卡洛模拟

本文用蒙特卡洛方法对多元合金靶表面的原子逐一进行考查．表面的原子组成由计 算机按比例随机组成。原子的溅射几率由０～１之间的小数组成。是否溅射取决于计算 机产生的随机数．通过计算可以看到，由于各原子的溅射几率不同，表面出现溅射几率 低的原子富集。同时计算结果还告诉我们，不论各原子的溅射几率如何，在不考虑扩散 情况下，经过一段时间的溅射后，溅射出的原子比例与靶材的原子比例相同．由此得到 表面原子富集与溅射几率的关系为（以二元情况为例）Ａ：Ｂ＝ＰＢ：ＰＡ我们在用溅射法制 备超导薄膜中，证实了这一结论。     

表面成分AES和XPS定量分析中的离子溅射修正

低能离子溅射是表面分析中清洁固体表面和深度剖面分析的主要手段之一。由于离子溅射改变了固体表面化学成分，引起表面成分的再分布，使俄歇电子谱、X射线光电子谱以及二次离子质谱等表面分析手段，对溅射后固体表面成分的定量分析结果与实际结果有较大的差别。本文以离子溅射合金表面成分达到平行时择优溅射、离子轰击诱导偏析和增强扩散效应之间动态平衡状态的假设为基础，得到了一个与择优溅射、离子轰击诱导偏析和增强扩散修正因子有关的离子溅射修正因子的分析表达式，并将其应用于Ag－Pd合金的离子溅射定量修正计算，发现计算结果能够与实验结果较好地吻合。解释了合金离子溅射修正因子随离子参数的变化。     

溅射沉积氢化非晶硅中辉光放电等离子体的Langmuir探针诊断

为揭示磁控溅射辉光放电等离子体参量对Si薄膜沉积过程的本质影响,采用Langmuir探针于不同的靶电流、靶基距和氢分压条件下对直流辉光放电等离子体进行了诊断,分析了直流辉光放电等离子体参量(离子密度、离子流通量、等离子体电势、电子密度、电子温度)的变化规律,并以此为依据探讨了其对Si靶溅射过程和溅射Si粒子输运过程的影...     

S-枪溅射输运过程的蒙特卡洛法模拟

本文用蒙特卡洛法对S-枪溅射的粒子输运过程进行了计算机模拟。用靶面的水平磁场分布作为靶面开始刻蚀的粒子发射频度函数。结果表明,膜厚分布的计算值与实测值符合的很好,并比较了不同气压、靶片距对淀积粒子能量和入射角分布的影响。     

靶材溅射及溅射原子输运的计算机模拟

用软件SRIM及蒙特卡罗法综合模拟了靶材溅射及溅射原子输运的过程。模拟结果包括溅射原子输运到衬底时的能量、入射角和入射位置。由模拟结果知,溅射原子输运主要受P×d影响(P为真空室气压,d为靶基距),P×d愈大输运到衬底的溅射原子愈少,且能量愈小;溅射原子到达衬底时,能量集中在几电子伏范围内,且在能量很低的区域有分布峰;角度分布主要集中在垂直方向,这与从靶面出射时的分布相似,但垂直方向的分布有所减小;位置分布与从靶面出射时相比,分布范围在径向扩大、趋于均匀化,但主要在靶直径范围内。     

薄膜成分俄歇深度定量分析中的若干问题

深度分辨率和定量分析精度是薄膜组份深度剖面分析中两个基本物理量。首先从实际应用的角度出发.讨论了薄膜成分的俄歇深度剖面定量分析中的几个主要问题。其中包括溅射离子能量、入射角度和样品的化学组成对深度分辨率的影响及其优化。给出了组份溅射深度剖面定量分析方法。提出了定量分析中进行离子溅射修正、基本效应修正和深度定标的具体方法和措施。     

旋转圆柱靶溅射沉积产额分布

采用数值计算模型,计算了旋转圆柱靶溅射产额分布。数值计算中假设从靶溅射出来的粒子服从余弦函数定律。计算得到的单靶溅射产额分布和Al靶在Ar气压0.4Pa测量得到的实验值基本相同。同时计算了孪生旋转圆柱靶的溅射产额分别与靶基距、靶间距,以及靶旋转角度的相关性。     

等离子体浸没离子注入的二维元胞粒子法计算机模拟与剂量分布研究

采用二维元胞粒子模型（PIC），模拟了一个完整脉冲时段内，等离子体浸没离子注入平板靶的过程。重点研究了等离子体鞘层的时空演化规律，以及入射离子流密度、入射离子角度与能量的分布，由此得到了注入离子剂量在靶表面的分布。模型结果表明：等离子体鞘层的扩展先快后慢，且形状由椭圆柱形向圆柱形演化，对靶的保形性逐渐变差；注入离子剂量在靶表面的分布不均匀，在边角附近出现峰值；同时，在得到的入射离子信息基础上，对注入离子在改性层中的浓度深度分布研究表明，在靶的不同位置注入的离子在改性层中的浓度深度分布有显著差别，在靶边角处，注入离子的保留剂量很低，投影射程浅，浓度深度分布展宽较窄。     

第十九讲 真空溅射镀膜

<正>(接2015年第5期第80页)综合分析图28和图29可以看出,在高速磁控溅射中,靶上施加的产生放电的溅射电压,使离子获得的能量,能产生最大的功率密度,而且在这一电压范围内,便于输入较大的功率。靶发热、辐射和二次电子发射等"无用"功在总输入功率中所占比例很小。3低能溅射由于靶上施加的阴极电压低,等离子体被磁场束缚在阴极附近的空间中,从而抑制了高能带电粒子向基片一侧入射。因此,由带电粒子轰击     

旋转式圆柱形磁控溅射靶的磁场计算

类似于矩形平面溅射靶的磁场和旋转式圆柱形的靶筒组成旋转式圆柱形磁控溅射靶。与常规的圆柱形磁控溅射靶相比较，该旋转式靶提高了靶材利用率和膜厚均匀度。本文介绍了旋转式圆柱形靶的结构和磁场计算方法，给出了计算公式、数据及其特性曲线。强度适度和均匀分布的磁场，保证了溅射靶的工作性能，并为靶结构的设计提供了依据。     

LIPS200离子推力器羽流污染地面试验研究

为系统地了解离子推力器羽流的沉积、溅射污染效应,评估其污染程度,进而指导离子推力器的安装布置位置,本文对20 cm离子推力器的羽流污染效应进行了地面试验研究。实验内容主要采用石英微量天平测量模拟星体敏感部件及太阳能电池帆板等9处不同位置的溅射、沉积污染率。结果显示离子推力器地面试验沉积效应和溅射刻蚀效应同时存在,在半角72°以外的区域主要表现为沉积效应,在半角32°的位置溅射刻蚀效应明显;溅射率随被测点与推力器束流轴线的夹角的增大成Reynolds分布趋势。     

SIMS溅射深度剖析的定量分析

本文综述了二次离子质谱(Secondary Ion Mass Spectroscopy,SIMS)溅射深度剖析的发展历史,介绍了SIMS溅射深度剖析的定量分析方法。对两个最常用于SIMS溅射深度剖析定量分析的理论模型——Hofmann提出的MRI(Mixing-Roughness-Information depth)模型和Dowsett等人提出的响应函数进行了对比分析。     

正方形钛试样表面等离子体基离子注入氮的保留剂量研究

为了研究靶形状对等离子体基离子注入均匀性的影响，应用Auger电子能谱(AES)剖面分析，测量并计算了正方形靶表面排布的Ti试样经氮等离子体基离子注入(PBⅡ)的保留剂量分布．由于N的Auger电子发射能量与Ti的完全重合，而且表面氧化层对Ti的Auger跃迁产生很大的影响，因此应用AES对于氮等离子体基离子注入钛基金属进行化学分析变得较为复杂．本文探讨了一种既解决峰位重叠问题又考虑氧化层影响的方法，从而能够根据，AES溅射剖面分析数据计算浓度深度曲线，并获得保留剂量．正方形靶表面不同位置处的剂量测算结果表明，靶的形状对于保留剂量有着很大的影响，造成剂量呈梯度分布．同时还发现，Ti氧化层随着保留剂量的增大而增厚。     

微型溅射离子泵放电模拟与抽气特性研究

为了解溅射离子泵抽气过程中内部放电与抽速的关系,考虑了N2分子的激发、电离及粒子之间的弹性碰撞等过程,利用COMSOL软件对微型溅射离子泵内部气体放电进行了数值模拟研究.得到了电子密度、温度、粒子轨迹、入射角度及入射能量的分布变化,并分析了这些因素对抽速的影响.在搭建的实验平台上对微型溅射离子泵进行了抽速测量,得到了不...     

磁控溅射设备中铜靶刻蚀形貌的仿真计算研究

提出了一种铜靶刻蚀形貌模拟方法,基于靶材溅射率与靶材表面磁场水平分量成正比的假设,以美国应用材料公司的小行星PVD磁控溅射装置为算例,实现了复杂运动轨迹铜靶刻蚀形貌的模拟,仿真计算结果与实际设备中铜靶刻蚀形貌有较好的一致性,为通过磁场分布研究靶材刻蚀形貌提供了一种理论方法。     

用带冷阱的油封机械泵启动溅射离子泵

溅射离子泵房动时,需要预真空,其值因泵而异。对于准无油溅射离子泵系统及有液氮来源的部门来说,使用油封机械泵加液氮冷阱来启动溅射离子泵是比较理想的。这种方法不仅可以使返油率降低99％.而且运转方便.使用过程中没有粉尘,不需要前处理工序。