磁控溅射中等离子体电离机制的数值解析

发布时间：2018-09-03 12:50

【摘要】：以圆柱形磁控溅射装置为研究对象,下极板外接通电线圈使之产生的磁场,并在上、下极板间施加直流电场,研究电磁场作用下等离子体中电子、离子、中性粒子和亚稳态离子分布。研究以Fortran语言自主编程,对所建立的模型用有限差分方法数值模拟。研究表明:辉光放电起始,电离项为等离子体中离子的主要来源;随着辉光放电趋于平衡,由一次电离、激发态二次电离等组成的累积电离项成为等离子体中离子的主体。达到稳定电离后,电子受磁场约束集中分布于下极板附近,从而使被电离的离子也集中分布于下极板附近。在距下极板15~40 cm区间内,离子分布较均匀。
[Abstract]:Taking the cylindrical magnetron sputtering device as the research object, the magnetic field produced by the external electrified coil of the lower pole plate is studied, and the direct current field is applied between the upper and lower poles to study the electron and ion in the plasma under the action of the electromagnetic field. Distribution of neutral particles and metastable ions. In this paper, the model is simulated by finite difference method in Fortran language. The results show that the ionization term is the main source of ions in the plasma, and the accumulated ionization term consisting of the primary ionization and the excited secondary ionization becomes the main ion in the plasma with the glow discharge tending to equilibrium. After stable ionization, the electrons are confined by magnetic field and distributed near the lower polar plate, so that the ionized ions are also concentrated near the lower polar plate. In the range of 15 ~ 40 cm, the ion distribution is uniform.
【作者单位】：辽宁科技大学表面工程研究所;
【基金】：国家自然科学基金项目(51372109,51672119);国家自然科学基金青年基金项目(51502126) 辽宁省科技厅(601009817-01) 辽宁科技大学大学生创新创业项目(201610146010)
【分类号】：O53

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