论文摘要
磁控溅射已成为工业镀膜生产中最重要的技术之一,尤其适合于大面积镀膜生产。磁场分布在整个溅射过程中起着至关重要的作用,其磁场强度的大小、分布以及由以上诸因素决定了等离子体的特性,从而对成膜质量、靶表面刻蚀区的均匀程度以及靶材的利用率均有影响,因此相关课题的研究具有重要的学术和应用价值。本文讨论了靶材刻蚀不均匀、膜层沉积速率低和均匀性不好等问题出现的原因,提出了解决问题的思路和方法,并且给出了磁场强度、磁场均匀性和磁体结构的设计原则,根据电磁场分布来判断设计结构是否合理。通过磁场的有限元模拟,分别分析了直跑道区域和端部区域磁钢结构参数对靶面磁场均匀性和强度的影响,磁体安装接缝及磁性能差异对靶面磁场的影响。分析指出磁钢削角能够增加靶面磁场平行度,削角大小对磁场平行度影响较小,但大削角明显削弱磁场强度；通过比较不同宽度和高度磁钢产生靶面磁场分布,得出一定靶结构参数下的磁钢优化尺寸；磁钢上方增加铁质匀磁片能够减小磁体安装接缝及磁性能差异对靶面磁场的影响；设计出一种新的磁钢排布结构,其在直道区域和端部区域内靶面磁场强度、磁场平行度及端部均匀性方面优于传统结构。设计了新型磁控溅射靶实验,利用其他学者对相近结构的实验来代替设计实验,间接验证了改进结构能有效提高靶面刻蚀均匀性,消除端部拐弯处刻蚀严重的现象,进而“相对”延长靶的寿命；并且证明通过均匀磁场分布来提高靶面刻蚀均匀性这一方法的合理性。
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中文摘要ABSTRACT第1章 绪论1.1 课题研究的目的和意义1.2 课题研究的背景与现状1.3 课题的研究内容1.4 论文研究思路及难点第2章 矩形磁控溅射靶磁场分析理论2.1 电子在磁控溅射电磁场中的三维运动2.1.1 带电粒子在非均匀电磁场中的运动2.1.2 刻蚀跑道断面形状的解释及临界磁场2.2 磁场在磁控溅射过程中的作用2.3 传统磁控溅射靶存在的问题2.3.1 膜层沉积速率低2.3.2 膜层沉积不均匀2.3.3 靶材刻蚀不均匀第3章 矩形平面靶磁场分析3.1 利用电磁场分析软件ANSOFT求解磁场3.1.1 有限元法基本原理和分析步骤3.1.2 Ansoft软件3.2 磁控靶物理模型的建立3.2.1 靶的结构3.2.2 模型设计的具体步骤3.3 靶面磁场的模拟计算与分析3.3.1 磁场的设计原则3.3.2 磁体的结构设计3.3.3 直跑道磁场计算3.3.4 端部磁场计算3.3.5 磁体安装接缝及磁性能差异对磁场的影响第4章 实验设计与验证4.1 实验目的4.2 实验设备4.3 测量与实验方案4.3.1 测试方案4.3.2 实验结果4.4 间接实验验证4.4.1 Ansoft软件模拟准确性验证4.4.2 模拟方法验证4.4.3 磁钢削角结构验证4.4.4 端部磁场设计验证第5章结论与展望5.1 结论5.2 展望参考文献致谢
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标签：磁控溅射论文; 溅射靶论文; 磁场分布论文; 有限元模拟论文;
