矩形平面磁控溅射装置薄膜沉积仿真

薄膜厚度沿矩形靶长度方向分布的均匀度是衡量矩形平面磁控溅射装置镀膜质量的重要指标。为了分析气压和靶基板间距对该指标的影响,本文采用Monte Carlo方法,在假设靶材沿跑道均匀刻蚀的前提下,对靶材原子沉积过程进行了计算机仿真。模型假设靶材原子出射能量满足Thompson分布,出射角度以余弦定律处理;假设背景气体速度为麦克斯韦分布,并采用舍选法对各个速度分量进行了抽样;应用可变硬球模型对碰撞过程进行了处理。通过仿真发现,随着气压增大,尽管薄膜的均匀度越好,但是靶材原子到达基板的能量会降低;而靶与基板间距越大,薄膜的均匀度和靶材原子到达基板的能量都会降低。另外,通过对矩形靶端部磁场改进,可以削弱靶材的反常刻蚀现象,在提高靶材利用率的同时,可以有效提高薄膜均匀度。

平面直流磁控溅射放电等离子体模拟研究进展

放电等离子模拟是平面直流磁控溅射装置系统仿真的一个重要的子过程。本文根据模型的种类,求解问题的维数以及自洽性对磁控放电等离子体模拟方法进行了分类,并通过介绍不同种类的仿真模型,诸如动力学模型,流体模型,粒子模型,混合模型以及简化模型,根据平面直流磁控溅射放电的特殊性,对这些模型在该装置等离子模拟中的适用性进行了分析。兼顾问题求解的速度和质量,本文认为二维自洽粒子模拟与三维非自洽粒子模拟是目前需要重点研究的两种方法。最后作者对磁控放电等离子体模拟的进一步发展进行了展望。