鎳薄膜物理氣相沉積的蒙特卡羅模擬

Abstract

以兩步驟的蒙特卡羅法(Monte Carlo Method)，模擬低能量物理氣相沉積(PVD)下的原子，可發展為物理氣相沉積鎳薄膜的二維模型，此近似方法由初始原子撞擊基板並吸附至表面，經多路徑原子擴散，可模擬分析後來表面輪廓與內部原子結構的演進。此方法使用原子嵌入模型(EAM)，可有效測定多個原子擴散路徑的活化能，可用於預測鎳薄膜實際沉積過程中，長度與時間尺度上輪廓/結構的演進，且此建模方式可評估蒸鍍的製程參數影響，例如蒸鍍通量的方向、沉積速率與基板溫度，且由此沉積的形貌/微結構，可用以定義其堆積密度，表面粗糙度與柱狀生長的寬度(近似相關於晶粒的大小)。此模擬結果比對Movchan Demchishin的經驗結構區塊模型(SZM)，可作為有效預測薄膜結構演進的模型。