等離子體增強濺射技術(shù)中輔助陽極性能研究.pdf

1、隨著磁控濺射技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對傳統(tǒng)磁控濺射鍍膜設(shè)備的優(yōu)化改進越來越引起人們的重視。國內(nèi)現(xiàn)有的改進主要在磁控濺射靶和基片架處外加永磁鐵或電磁線圈以改變放電空間內(nèi)的磁場分布，或者在設(shè)備中外加增強裝置，如離子源等。本文從一個新的視角提出了一項新型的改進技術(shù)，即在放電空間內(nèi)外加輔助陽極結(jié)構(gòu)，通過改變放電空間內(nèi)的電場分布情況實現(xiàn)對放電空間內(nèi)的等離子體性能進行改進。
　　本文通過分析輔助陽極的工作原理并對比輔助陽極同磁控濺射靶結(jié)構(gòu)之間的異同點

2、設(shè)計了輔助陽極結(jié)構(gòu)，最終該結(jié)構(gòu)由中國科學(xué)院沈陽科學(xué)儀器研究中心生產(chǎn)。本文還將輔助陽極結(jié)構(gòu)安裝在傳統(tǒng)的磁控濺射鍍膜設(shè)備中對其性能進行了實驗探究，記錄了實驗過程中磁控濺射靶和輔助陽極的輸出電流和電壓，同時拍攝了放電輝光的變化來探究輔助陽極對于等離子體分布的影響。
　　本文還利用了COMSOL Multiphysics軟件進行等離子體模擬。在進行數(shù)值模擬時，先模擬無輔助陽極作用時傳統(tǒng)的輝光放電過程的等離子體分布，并從理論方面驗證了該模型

3、的正確性。之后又進行了在輔助陽極作用下的輝光放電過程的數(shù)值模擬，建立了同實驗參數(shù)相同的模擬模型，并利用實驗記錄的結(jié)果以及放電輝光的變化驗證了模擬模型的正確性。在確定模型正確性后，本文對輔助陽極的性能進行了探究。通過分析模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)輔助陽極能夠提高放電空間內(nèi)的等離子體離化率，但是這需要輔助陽極位于濺射靶和工件架之間的空間，并根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果對輔助陽極的工作原理進行了理論解釋。在本模型中當輔助陽極同濺射靶表面間的距離為125mm時輔助陽極能