Particle-based simulation of atom and ion transport in HiPIMS: effect of the plasma potential distribution on the ionized flux fraction

Abstract

Představujeme 3D částicovou simulaci vysokovýkonového pulzního magnetronového výboje, která umožňuje simulovat pohyb atomů a iontů ve výboji a související parametry plazmatu. Simulace je pomocí numerického algoritmu řízena tak, aby bylo dosaženo zadaného průběhu proudu na terč. Tím je zaručeno, že výsledky simulace odpovídají experimentálním výbojovým podmínkám. Provedené simulace rozprašování Ti terče ukazují vypočtené prostorové rozložení atomů a iontů Ti a také umožňují kvantifikovat efekt zředění pracovního plynu. Pomocí simulace byla vyčíslena pravděpodobnost návratu iontů Ti na terč a stupeň ionizace Ti v toku na substrát pro různé hodnoty gradientu potenciálu plazmatu před terčem, který je zodpovědný za přitahování iontů směrem k terči.