[发明专利]用于预测多元拼合靶材制备的薄膜成分的预测方法

权利要求书

1.一种用于预测多元拼合靶材制备薄膜的薄膜成分的预测方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)根据薄膜脉冲激光沉积物化模型，推导薄膜产物各成分的的摩尔比x1随激光能量、基板和靶材的距离以及多元拼合靶材中各单元靶材的圆心角之比x2的理论公式；

(2)固定基板和靶材的距离，简化上述理论公式，得到以激光能量和x2为变量的工程公式；然后进行系统实验，选取一系列实验结果，代入到工程公式内，计算方程参数值，由此确定x1随激光能量和x2变化的工程公式；

(3)根据工程公式，在沉积参数确定的情况下，预测薄膜产物的成分，或者根据所需要生产的薄膜成分，代入工程公式方程来确定合适地沉积参数；所述沉积参数为激光能量和x2。

2.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述多元拼合靶材为二元拼合靶材A^x2B，x2＝θ_A/θ_B，θ_A为A单元靶材的圆心角，θ_B为B单元靶材的圆心角，θ_A+θ_B＝360°。

3.根据权利要求2所述的预测方法，其特征在于，所述二元拼合靶材的理论公式为：

式(1)中d_A、d_B为激光烧蚀深度，对于固定波长激光器，d_A、d_B为激光能量的函数：

式(2)中D为常数，I₀为激光能量密度，b_A、b_B为单元靶材的光吸收系数；

式(1)中c(x,y,z,t)表示在一个脉冲周期T内，t时刻坐标为(x,y,z)位置的等离子体羽辉中某元素原/离子密度，方程式为：

式(3)、(4)中τ为脉冲持续时间，C、s为常数，X(t)，Y(t)，Z(t)为等离子羽辉边界，N为脉冲结束时羽辉中某一元素原/离子的总数，由下式给出：

是(5)中，D、s为常数，λ为激光波长，ρ为单元靶材密度，M为相对摩尔质量，N_A为阿伏伽德罗常量。

4.根据权利要求2所述的预测方法，其特征在于，固定基板与靶材的相对位置，所述工程公式为：

式(7)中C1、C2、C3为常数。

5.根据权利要求2所述的预测方法，其特征在于，所述二元拼合靶材为B^X2C靶材，固定激光能量值，所述工程公式进一步被简化为：

x₁＝Cx₂        (8)

式(8)中，C为常数。