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真空 ›› 2020, Vol. 57 ›› Issue (3): 5-6.doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2020.03.02

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基于等离子体在磁控溅射增强的模拟*

王晓明1, 鄂东梅2, 武俊生1, 张绪跃1, 周艳文1   

  1. 1.辽宁科技大学表面工程研究所,辽宁 鞍山114051;
    2.沈阳真空技术研究所有限公司,辽宁 沈阳 110042
  • 收稿日期:2019-02-26 发布日期:2020-06-18
  • 通讯作者: 周艳文,教授,博士生导师。
  • 作者简介:王晓明(1962-),男,辽宁省鞍山市人,硕士,高级工程师。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(51372109);国家自然科学基金(51672119);辽宁省科技厅(601009817-01)及辽宁科技大学大学生创新创业(201610146010)项目资助

Simulation of MagnetronSputtering Enhancement Based on Plasma

WANG Xiao-ming1, E Dong-mei2, WU Jun-sheng1, ZHANG Xu-yue1, ZHOU Yan-wen1   

  1. 1. Research Institute of Surface Engineering, University of Science and Technology Liaoning, Anshan 114051, China;
    2. Shenyang Vacuum Technology Institute Co., Ltd., Shenyang 110042, China
  • Received:2019-02-26 Published:2020-06-18

摘要: 磁控溅射为代表的真空法已经成为制备薄膜的主流方法,磁场分布、等离子体密度分布及其温度等因素会直接影响到薄膜的质量。因此,选择合适的模型研究磁控溅射过程中气体放电时等离子体粒子以及电子分布非常重要。本文根据气体放电的基本原理,对圆柱形溅射装置采用流体模型,以电子、离子、亚稳态离子和中性粒子为主要粒子的等离子体建立物理模型,采用有限差分方法对所建立的模型,利用计算机编程数值模拟了直流溅射系统内气体放电的过程得到等离子体粒子的分布以及电子温度分布特性的模拟结果。

关键词: 等离子体, 磁控溅射, 离子分布

Abstract: The vacuum deposition represented by magnetron sputtering has become the mainstream method for preparing thin films. Therefore, it is very important to choose a suitable model to study the distribution of plasma, particles and electrons during gas discharge in magnetron sputtering. According to the basic principle of gas discharge, the fluid model was adopted for cylindrical sputtering device, and the physical model of plasma with electrons, ions, metastable ions and neutral particles as the main particles is established. The finite difference method is applied to the model. The simulation results of plasma particle distribution and electron temperature distribution in DC sputtering system are obtained by computer programming to simulate the process of gas discharge in DC sputtering system.

Key words: plasma, magnetron sputtering, ion distribution

中图分类号: 

  • O411.3
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