多弧離子鍍磁過濾裝置關鍵技術研究.pdf

1、真空多弧離子鍍是目前應用廣泛的表面處理技術之一。其環(huán)境友好，所鍍薄膜綜合性能優(yōu)異。但鍍膜過程中產生的大顆粒污染影響會薄膜表面質量和性能，嚴重制約了其在半導體行業(yè)等高性能薄膜制備中的應用。實際應用中，為限制大顆粒污染，采取了各種技術措施，磁過濾裝置便是其中之一。
　　本文基于COMSOL Multiphys(1)cs53有限元仿真軟件，針對不同類型磁過濾裝置的工藝參數和傳輸情況，提出一種可輔助裝置結構設計和參數調試的有限元仿真方法。

2、通過建立45°、60°和90°彎管磁過濾裝置的仿真模型，分析了磁場分布和帶電粒子與大顆粒的傳輸情況，研究了線圈電流（磁場強度）、彎管偏壓、機械擋板孔徑、帶電粒子入射角度等因素對裝置傳輸效率的影響;采用所設計制作的90°彎管磁過濾裝置上進行了四面體非晶碳(tetrahedral amorphous carbon，ta-C)薄膜制備實驗，對仿真結果進行了驗證，同時研究了線圈電流、擋板孔徑及電弧源電流對薄膜大顆粒分布的影響，以及薄膜的綜合性能

3、，獲得了以下結論:
　　(1)通過調整磁過濾裝置的線圈電流可對磁場強度進行有效控制，彎管中帶電粒子的運動遵循拉莫爾旋進，大顆粒則會與裝置內壁碰撞而被濾除;
　　(2)靶材離子在彎管中的傳輸效率隨線圈電流的增大而提高，較大的線圈電流使大顆粒數量增多;彎管偏壓在11～16V時，靶材離子傳輸效率比不加偏壓時提高約75～80％;
　　(3)機械擋板孔徑越大，靶材離子傳輸效率越高，但大顆粒污染嚴重;孔徑越小，傳輸效率相對越低，但