磁控靶溅射刻蚀的模拟研究

建立了磁控溅射单粒子模型，结合靶表面磁场的分布，用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法研究了溅射气体粒子的运动规律，得到靶表面刻蚀的图形，发现靶中间圆环的刻蚀最强，这与实验结果和磁场的水平分量分布一致．     

等离子体辅助的金属表面氮化的Monte-Carlo模拟

采用快电子和重粒子(N2^ ，N^ ，Nf)混合的Monte-Carlo模型，计算了氮直流辉光放电等离子体辅助的金属表面氮化过程中，原子态粒子(N^ ，N)的产生率及氮化粒子(N^ ，Nf)轰击靶表面的粒子数密度及入射角随气体温度的变化规律．结果表明，粒子(N^ ，N)的产生率及在靶表面的密度分布都随着放电气体温度的升高而减少；粒子(N^ ，Nf)在工件表面的分布均匀且主要表现为小角入射，入射角的分布受温度的影响较小．模拟结果与实验结果符合得较好．     

S-枪溅射NiCr薄膜的Monte Carlo模拟

对Ｓ－枪溅射ＮｉＣｒ合金薄膜过程采用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ法进行了计算模拟．用靶刻蚀图形作为粒子发射频度函数,采用Ｔｈｏｍｐｓｏｎ能量分布,并考虑了环境气体的热运动,得到沉积粒子的能量、入射角度的分布随溅射工艺参数的变化规律．     

等离子体源离子注入装置中离子到达靶表面的…

等离子体源离子注入，是将待注入的靶直接浸入等离子体源中，靶上施加一系列负高压脉中，离子在变化的电场中获得能最后注入靶中，建立了离子的蒙特卡罗模拟模型，考虑了离子与中性粒子的电荷交换碰撞和弹性散射，模拟了不同气压下氮离子到达靶表面的能量分布和入射角分布。     

磁控溅射靶磁场的分布

用麦克斯韦方程，推导了射频磁控溅射靶磁场的数学表达式，并研究了靶磁场的三维分布规律，得到了磁控靶的磁场在中心圆环有较强的水平分量，边缘有较强的垂直分量的结果，计算结果与实验结果相符。     

磁控溅射靶磁场的分布

用麦克斯韦方程，推导了射频磁控溅射靶磁场的数学表达式，并研究了靶磁场的三维分布规律，得到了磁控靶的磁场在中心圆环有较强的水平分量、边缘有较强的垂直分量的结果，计算结果与实验结果相符．     

铁氧体构成磁控管的磁场分析及它对PET表面改性的影响

在铁氧体磁场存在的情况下,通过研究涤纶膜（PET）表面的碳氟等离子体的改性效果受磁场的影响,讨论了带电粒子的行为及磁场对改性的影响．结果发现：磁场的存在使得PET表面的聚合区域向刻蚀区域位移,且主要依赖于磁场的强度．     

硅纳米线表面喷墨打印纳米银油墨的SERS性能研究

在金属辅助化学刻蚀法制备的硅纳米线表面,通过喷墨打印纳米银油墨制备了银纳米粒子/硅纳米线复合结构基底.通过调节刻蚀时间和刻蚀温度,探究硅纳米线的微观形貌变化,及其对基底表面增强拉曼散射(SERS)活性的影响.实验结果表明,硅纳米线的长度随着刻蚀时间的延长而增加.当刻蚀温度为40℃、刻蚀时间为8 min时,能够激发更强的SERS信号.银纳米粒子/硅纳米线对探针分子罗丹明6G的最低检测限为10^-7mol·L^-1.     

硅粉在鞘区内的纯化速率模型

分析了粉粒在反应区的沉降过程,导出了沉降的最大速度及时间的公式,给出了离子在不同位置上的平均动能及粒子通量.还对高能中性粒子在鞘区内的行为进行了详细的分析并得出在不同位置上的平均动能和通量.它可用于计算空间不同位置处包括离子和高能中性粒子的刻蚀速率,计算结果表明高能中性粒子在很大的空间范围内其刻蚀作用大于离子.在阴极电压为2 300 V的情况下,一次沉降的最大刻蚀量可达50层原子、刻蚀速率1.1×1016/(cm2.s-1),这对粉粒在等离子体中的表面刻蚀和纯化都具有一定的意义.     

物质表面图像的信息维研究

应用分形几何的方法，研究了物质表面图像上粒子的分布特点，计算出粒子疏密分布不同的表面图像的信息维，得出的基本结论是：在相同的观察条件下，物质表面图像上颗粒分布有序时的信息维大于分布杂乱时的信息维，信息维从一定程度上反映了图像上粒子分布的有序程度，从二维图像信息维的大小，可以判断物质表面粒子的分布情况。     

硅低速刻蚀和钨膜刻蚀研究

针对半导体器件研制过程中等离子体刻蚀工艺的具体需要,研究了硅的低速率刻蚀和钨薄膜的刻蚀,得到了加磁场条件下刻蚀速率与刻蚀气体流量,射频功率的关系曲线,得到了不加磁场时不同的刻蚀气体流量下钨的刻蚀速率,以及在刻蚀气体中掺杂不同比例氧气时硅的刻蚀速率,对上述结果加以简单的讨论并给出了符合工艺要求的刻蚀条件。     

离子束刻蚀固体表面貌相变化的特征曲线及计算机模拟

当固体表面被荷能离子轰击时,表面貌相发生变化,早在Wehner的实验中就观察到被溅射的球形靶变成为圆锥形状,后来Stewart等对圆锥的形成进行了讨论,指出最终圆锥的底角应为使溅射率Y(θ)取极大值的角度θ_P.本文导出了离子束刻蚀固体表面貌相变化的特征曲线方程,利用微机对球形靶表面貌相变化进行了模拟.其结果和实验基本一致,但圆锥底角为θ_,即是对应于刻蚀速率v(θ)为极值的角度.并从理论上给了初步说明.     

矩形平面直流磁控溅射装置工作区域磁场分析

通过分析磁场对磁控溅射过程的影响,总结出了矩形平面直流磁控溅射装置工作区域磁场的设计原则,并给出了两种磁体结构.采用有限元方法对一套装置的磁场进行了计算,磁场计算结果与测量值吻合较好.基于上述分析计算,研究了磁场分布对靶材刻蚀形貌的影响,并进一步提出了具体的磁场改进措施.采用分流条垫补方法可以改进磁场分布,如果磁场水平分量呈马鞍形分布,靶材的利用率可以提高,采用磁极斜面结构对磁场分布的改进意义不大.另外,错开磁体间安装接缝和对永磁体精确充磁能够有效提高工作区域磁场分布的均匀性.     

氩离子等离子体源离子注入的数值模拟

应用PIC-MCC方法模拟了氩离子等离子体源离子注入过程,考虑了离子与中性粒子的电荷交换碰撞和弹性散射,模拟了不同电压、不同气压及不同等离子体密度下氩离子到达靶表面的能量分布和入射角分布,讨论了碰撞对能量分布和入射角分布的影响.     

金属小粒子磁场下的电子热容特性

考虑金属小粒子在磁场下。应用随机矩阵理论对能间距分别为正交系综分布、么正系综分布、辛系综分布等情况，考虑了奇偶效应，计算了几个典型温度下金属小粒子电子热容，并对电子热容随磁场变化做了简单的分析．     

磁场对放电阴极区中电子能量及角分布的影响

采用Ｃｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ模拟方法研究了磁场对直流辉光放电阻极鞘层中电子能量及角分布的影响。磁场垂直于阴极鞘层中电场的方向。电子与中性粒子的碰撞过程由自散射技术处理。计算了电子与中性粒子的非弹性碰撞次数。着重研究了电子的能量和散射角分布。结果表明，横向磁场能在一定程度上改变直流放电中电子的输运过程。磁场中电子与中性粒子的非弹性碰撞增强，这一结果与实验结果基本一致。     

磁场非平衡状态对磁控管放电特性及Cr膜微观结构的影响

通过采用不同磁场强度的磁铁获得了3种不同非平衡态的磁控管,采用单靶溅射模式于单晶硅衬底上制备了Cr膜.研究了不同磁场非平衡状态下磁控管的伏安特性,并对不同非平衡状态下溅射空间的磁场分布进行了模拟;采用扫描电镜和X射线衍射仪分别对所沉积Cr膜的微观组织和晶体结构进行了观察和分析.结果表明:随着磁场非平衡度的降低,靶表面磁场趋于内敛,磁场对等离子体的约束能力n值由6.05增至20.24.不同磁场非平衡状态下获得的Cr膜均为沿Cr(110)面择优生长的柱状晶结构,磁场非平衡度的增大有利于镀层颗粒的细化及表面质量的改善,但致密性变化趋势相反.     

磁性靶丸悬浮磁场的研究

在提高ICF能量增益的研究中,针对靶丸磁悬浮系统的结构,从磁偶板子的磁场分布开始,推导出悬浮磁场中的磁场分布情况,为磁悬浮系统的非线性精确控制提供了磁场分布的修正,提高系统控制的稳定性。     

用对向靶溅射钡铁氧体垂直磁化薄膜

用对向靶型高速、低温的溅射法,溅射垂直磁化钡铁氧体介质薄膜(BaM)。由于这种对向靶溅射法,采用了与电场方向相平行的外加磁场,严格地控制了从靶面释放出的高能粒子对基板的轰击,得到了具有良好的钡铁氧体C轴排列取向,薄膜表面平滑性好,膜的组成与靶的成份几乎无偏离的薄膜。文中对溅射条件与膜的结构、成份、磁学性质之间的依存关系进行了研究。为了溅射优质的BaM膜最重要的是选择基板的结构状态、Ar气和O_2气分压值、基板的加热温度。此外,等离子体束缚磁场和溅射功率对薄膜的结晶取向也有明显的影响。实验研究结果判定,对向靶溅射法对于磁性材料的溅射具有极其良好的作用。     

铁钴镍纳米材料热容量规律的比较分析

用爱因斯坦模型和德拜模型分析得出无磁场时铁、钴和镍磁性粒子热容量的变化,用统计物理方法分析了磁矩与外磁场相互作用、晶格振动、表面自由能等对铁、钴和镍纳米铁磁粒子热容量的影响.数值计算结果表明:无磁场时,低温情形下热容量随着温度的升高而变大,温度较高时趋于稳定;磁矩与外磁场相互作用引起的纳米铁磁粒子的热容量随温度的升高而增大,随外磁场强度的增大而减小;晶格振动引起的纳米铁磁粒子热容量随温度的升高而增大;粒子表面能引起的热容量随温度的升高而增大,粒径越大,热容量也越大.