旋转圆柱靶磁控溅射阴极的磁场模拟及结构设计

基于旋转圆柱靶磁控溅射阴极的工作原理,建立其结构模型,并应用ANSYS有限元方法对旋转靶阴极磁场进行了模拟计算,得到了磁场分量Bx在靶材表面上的二维磁场分布规律。通过调节磁铁的宽和高、磁铁间夹角以及设置可移动磁性挡板等方法优化磁场并设计了一种新型磁场结构旋转靶。本研究为旋转靶磁控溅射阴极的磁场结构设计提供了理论依据。

无马达驱动的旋转圆柱形磁控溅射器

在大型薄膜连续生产线中 ,磁控溅射器的溅射速率、使用周期是影响生产效率与成本的重要因素。本文提出一种新型的无马达驱动的具有高溅射速率、高靶材利用率、长的靶使用周期、安装与使用简单的磁控溅射器。可广泛应用于各类大。

旋转圆柱磁控溅射阴极设计和磁场强度分析计算

磁场分布对旋转圆柱靶磁控溅射阴极的性能起着决定性作用。本文应用ANSYS有限元方法对单个旋转圆柱靶和孪生旋转圆柱靶阴极磁场强度进行了模拟计算,得到的磁场分量Bx、By在靶材表面的二维磁场分布,并利用Bx、By计算得到了圆柱靶表面切线方向的磁场强度Bτ。通过调节磁铁的高度、宽度、磁铁间夹角以及孪生靶间距和靶中心轴旋转角度等参数对磁场分布进行了优化,优化后的圆柱磁控溅射阴极的表面切线方向磁场强度增加了大约40%,所对应的溅射区磁场面积也增大了大约45%。

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。

大型旋转圆柱形磁控溅射器

提出并研制成功了一种新型旋转圆柱形磁控溅射器。由于该溅射器采用静止的电磁场及匀速旋转圆简形靶材的新型结构，因此它具有靶材利用率高、使用周期长、换靶时间短等优点。可广泛适用于建筑物的幕墙玻璃等大型薄膜生产设备中。

磁控溅射镀膜中钛靶冷却系统的仿真与优化

在磁控溅射镀膜过程中,纯钛靶材会在辉光放电中受到离子轰击而迅速升温,可能会导致靶材或永磁体等关键部件毁坏,为保证钛靶的正常工作温度以及溅射过程的稳定性,需要通过水冷等方式来降温。为了研究水冷过程中不同冷却结构对钛靶换热效率的影响,从增大换热面积和增加水流的湍流效果出发设计冷却通道结构,通过改变水流入口速度以及进出口的方向来获得最优的冷却系统结构。结果表明:平面冷却通道的换热效果优于蛇形冷却通道,且钛靶表面凸起结构能有效增加水流湍流效果;对于任意冷却结构来说,随着入口水流速度的增加,钛靶表面最高温度明显降低;水流进出口沿着冷却内腔切向方向且呈相对平行时,冷却系统的换热效果最优,钛靶表面温度分布也更为均匀。