射频磁控溅射是一种物理气相沉积技术，已被广泛地用于各种薄膜的制备。它主要包括成膜气相粒子(原子或分子)的产生和输运以及输运到衬底的成膜粒子在衬底上的扩散、聚集、生长成膜两大过程。目前大多数研究是用实验方法来摸索制备不同材料薄膜的工艺参数及其对薄膜性质的影响，以选择最佳工艺参数，因此耗费大、周期长。计算机模拟作为一种新的研究手段，对实验和理论起到了强大的补充作用，被广泛的应用在各个领域。在薄膜技术中，计算机模拟已被用来研究薄膜的生长过程，但对成膜粒子的产生和输运过程还很少进行综合考虑和模拟。 在射频磁控溅射中，成膜粒子到达靶面时的能量、入射角度、位置分布对下一步薄膜生长的过程及薄膜性质有着重要的影响，它决定了成膜粒子在衬底上的运动。本论文对射频磁控溅射中入射离子的产生和输运、离子对靶材的溅射、溅射原子的输运过程进行了综合考虑，根据射频辉光放电的阴极壳层理论、粒子的输运理论、离子对靶材的溅射理论建立模型，进行了计算机模拟。其中离子对靶材的溅射模拟运用了SRIM模拟软件，其余各过程的模拟通过自己编写的程序进行。模拟可对各个过程分别进行，也可把前一过程的结果作为后一过程的输入进行全过程模拟。模拟的最终结果包括粒子(入射离子、溅射原子、输运到衬底的成膜原子)的能量、运动方向和位置。 本论文的主要结果有： (1)编写了射频辉光放电过程中入射离子的输运模拟程序，并提出了一种简单的决定离子初始状态(位置、速度)的方法。 (2)编写了溅射原子的输运模拟程序，给出了确定溅射原子和背景气体分子碰撞后运动方向的方法。 (3)运用模拟程序模拟了惰性气体(Ar)离子对金属靶(Al)溅射成膜的过程，模拟结果符合一般的实验结果及其规律。主要模拟结果有： ⅰ)入射离子到达靶面时的能量主要受到了射频辉光放电中阴极壳层西北工业大学硕士学位论文李阳平 电压的影响，大部分离子的入射能量在阴极壳层电压值附近，离 子溅射时接近于垂直入射;射频辉光放电受到阴极磁场的影响， 等离子体中的离子主要集中在靶面溅射坑的上方，且入射离子主 要来自这个区域;入射离子在输运过程中和背景气体分子有少量 的碰撞，但影响不太大。ii)溅射原子的能量一般集中在几个到十几个电子伏特的范围内，在 高能量区域也有所分布，但数量很少;溅射原子的出射位置就在 离子入射位置的附近(埃数量级);溅射原子的角度在垂直方向和 斜射方向都有所分布，但以垂直出射为主;溅射原子的能量、角 度分布受到了入射离子能量、角度的影响，但入射离子能量对溅 射原子的出射角影响不大。iii)溅射原子的输运主要受到了真空室气压P和靶基距d的影响(即 与PXd有关)，PXd的值愈大输运到衬底的溅射原子愈少;溅射 原子到达衬底后的能量主要集中在几个电子伏特的范围内，且在 能量很低的区域也有分布峰，这主要是由于碰撞使一些原子能量 降低、达到了背景气体温度;溅射原子在衬底平面上的位置分布 有所扩张，趋于均匀化，但其径向范围主要在靶的直径范围附近。