磁控濺射沉積技術(shù)具有沉積溫度低、成膜致密性高、薄膜結(jié)合力強等優(yōu)點,并且具有獨特能量分布的濺射原子在沉積過程中可對生長表面進行重構(gòu)。鑒于上述優(yōu)點,近年來磁控濺射技術(shù)被運用于高端微納制造領(lǐng)域以制備具有特定形貌、結(jié)構(gòu)和厚度的微納米薄膜,因此需對濺射薄膜的微觀形貌、微觀晶體結(jié)構(gòu)以及薄膜均勻性進行精確控制。對濺射薄膜性質(zhì)進行精確調(diào)控的關(guān)鍵在于對磁控濺射鍍膜所涉及的靶材原子濺射、輸運和沉積過程進行系統(tǒng)研究,并探討磁控濺射工藝參數(shù)對薄膜性質(zhì)的影響機理。然而,目前還很難通過實驗手段在線觀測這些涉及微觀尺度和宏觀尺度的物理過程;另外,在數(shù)值仿真研究方面,目前相關(guān)模擬方法的精度以及相關(guān)數(shù)值模型的適用性上均存在不足。在此背景下,本文采用一系列多尺度仿真手段對磁控濺射薄膜沉積所涉及的靶材原子的濺射、輸運和沉積過程進行了系統(tǒng)研究。本研究的宗旨在于將這些面向工藝運用的仿真方法與實驗手段相結(jié)合從而實現(xiàn)快速制備高質(zhì)量的濺射薄膜。主要創(chuàng)新點和研究內(nèi)容如下:1)低能離子轟擊單晶銅靶材濺射過程研究:鑒于低能離子轟擊單晶靶材所引發(fā)的濺射過程中原子沿特定方向優(yōu)先出射（形成“Wehner斑點”）的機理仍存在爭議。本文采用分子動力... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

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磁控濺射鍍膜技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域近幾年，在落實創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略以及推動“中國制造2025”的大背景下,在通

華 中 科 技 大 學 博 士 學 位 論 文作用下加速轟擊靶材表面。高能濺射氣體離子對靶面的轟擊一方面導(dǎo)致一部面原子獲得反沖能量而脫離靶面成為濺射原子并最終沉積在襯底表面；另一二次電子從靶材表面發(fā)射并在陰極靶面鞘層作用下加速進入輝光放電等離進入等離子體區(qū)的二次電子在靶面磁場的束縛作用下運動，并與濺射氣體原撞而使其電離，因此二次電子是磁控放電得以自持的重要能量來源。

圖 1-2 磁控濺射鍍膜原理圖.2 磁場對電子的束縛作用靶材表面磁場對二次電子的束縛作用顯著提高了靶面附近等離子體濃度，從而解決了普通二極濺射沉積速率低的問題。因此，電子在靶面磁場的束縛作用下的過程是理解磁控濺射原理的關(guān)鍵。圖 1-3 展示了磁控濺射靶面附近的電場和磁場布情況。


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