多弧離子鍍磁過(guò)濾裝置關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、真空多弧離子鍍是目前應(yīng)用廣泛的表面處理技術(shù)之一。其環(huán)境友好，所鍍薄膜綜合性能優(yōu)異。但鍍膜過(guò)程中產(chǎn)生的大顆粒污染影響會(huì)薄膜表面質(zhì)量和性能，嚴(yán)重制約了其在半導(dǎo)體行業(yè)等高性能薄膜制備中的應(yīng)用。實(shí)際應(yīng)用中，為限制大顆粒污染，采取了各種技術(shù)措施，磁過(guò)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(duì)不同類型磁過(guò)濾裝置的工藝參數(shù)和傳輸情況，提出一種可輔助裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和參數(shù)調(diào)試的有限元仿真方法。

2、通過(guò)建立45°、60°和90°彎管磁過(guò)濾裝置的仿真模型，分析了磁場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)度）、彎管偏壓、機(jī)械擋板孔徑、帶電粒子入射角度等因素對(duì)裝置傳輸效率的影響;采用所設(shè)計(jì)制作的90°彎管磁過(guò)濾裝置上進(jìn)行了四面體非晶碳(tetrahedral amorphous carbon，ta-C)薄膜制備實(shí)驗(yàn)，對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證，同時(shí)研究了線圈電流、擋板孔徑及電弧源電流對(duì)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(jié)論:
　　(1)通過(guò)調(diào)整磁過(guò)濾裝置的線圈電流可對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行有效控制，彎管中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)遵循拉莫爾旋進(jìn)，大顆粒則會(huì)與裝置內(nèi)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(shù)量增多;彎管偏壓在11～16V時(shí)，靶材離子傳輸效率比不加偏壓時(shí)提高約75～80％;
　　(3)機(jī)械擋板孔徑越大，靶材離子傳輸效率越高，但大顆粒污染嚴(yán)重;孔徑越小，傳輸效率相對(duì)越低，但