图书馆-报告库-中国机械工程学会表面工程分会

Oral Presentation磁控溅射腔体结构参量对氩离子分布影响的有限元研究

编号：285 访问权限：Participants Only 更新：2024-04-16 23:24:02 浏览：74次收藏取消收藏

2024-05-12 17:20

15min

[D] 论坛3：物理气相沉积和化学气相沉积薄膜技术 [D-2] 论坛3下午

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摘要

磁控溅射是真空镀膜技术中一种具有显著优势的方法，其在保证薄膜质量的同时，能够提高沉积速率并降低操作温度。然而，由于磁场的限制，等离子体被局限在靶材表面的特定区域，使得靶材非均匀刻蚀，导致利用率较低。因此，提高靶材利用率和镀膜均匀性成为研究人员关注的焦点。目前，许多学者利用有限元模拟优化磁铁和磁轭的结构，以增加磁极数量和磁场分布的均匀性，达到扩大刻蚀环宽度，提高靶材利用率的目的。然而，大多研究仅限于改进磁结构和模拟磁场分布，对反应腔体结构参量对刻蚀结果的影响鲜有涉及；同时在磁场环境下等离子体分布的模拟计算也非常有限。为了解决这些问题，本研究利用COMSOL Multiphysics有限元分析软件，探究磁控溅射反应腔体在不同高径比（0.5-1.5）下其内部氩离子的分布情况，并通过耦合磁场和等离子场，对反应腔体内氩离子的分布进行求解。结果表明：随着腔体高径比的增加，氩离子的分布趋向均匀化。当高径比为1.5时，靶材表面的氩离子数密度的最大值与最小值之比仅为1.6，远低于高径比为0.5时的11倍比值，使得靶材利用率最高。本研究对磁控溅射腔体结构设计提供了参考。