非平衡反應(yīng)磁控濺射遲滯效應(yīng)的PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制仿真研究.pdf

1、反應(yīng)磁控濺射制備AlN薄膜時，強(qiáng)非線性遲滯效應(yīng)會造成濺射系統(tǒng)不穩(wěn)定，并影響薄膜的沉積速率和性能。遲滯效應(yīng)表現(xiàn)為沉積速率、反應(yīng)氣體氣壓、靶電壓隨著反應(yīng)氣體流量的改變而突變。為了保證反應(yīng)濺射穩(wěn)定以及保持高濺射速率和高反應(yīng)氣體利用率，需要對反應(yīng)濺射系統(tǒng)進(jìn)行精確控制。PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（PIDNN）控制器具有PID控制的快速收斂特點(diǎn)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性逼近能力，適合對非線性反應(yīng)濺射系統(tǒng)的控制。本文用PIDNN控制器對反應(yīng)濺射系統(tǒng)進(jìn)行精確控制。在S.B

2、erg給出的反應(yīng)濺射系統(tǒng)模型基礎(chǔ)上，對反應(yīng)濺射系統(tǒng)的PIDNN控制進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明PIDNN控制器能夠穩(wěn)定反應(yīng)濺射過程，并且收斂速度較快，輸出響應(yīng)迅速，抗干擾能力強(qiáng)。 采用中頻脈沖直流反應(yīng)磁控濺射方法在Si（001）基體上制備出氮化鋁薄膜，研究了反應(yīng)磁控濺射制備AlN時非平衡磁場對放電特性和遲滯效應(yīng)的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)改變非平衡磁場可以改變鍍膜模式，并且隨著非平衡磁場的增大，放電電壓減小并且突變消失，伏安特性曲線變平緩，遲滯效

3、應(yīng)中電壓的變化減小。根據(jù)反應(yīng)濺射S.Berg模型和Westwood的反應(yīng)磁控濺射伏安特性公式模擬了遲滯效應(yīng)及非平衡磁場對它的影響，模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合。研究了氮?dú)獗壤龑Ρ∧ず穸?、表面形貌、微觀結(jié)構(gòu)和折射率的影響。結(jié)果表明，氮?dú)獾谋壤秊?.5％時氮化鋁薄膜的結(jié)構(gòu)和性能最好，當(dāng)?shù)獨(dú)獾谋壤^0.5％時，薄膜的沉積速率大幅降低，這個現(xiàn)象能夠用反應(yīng)濺射的遲滯效應(yīng)來解釋，用PIDNN控制器對反應(yīng)濺射系統(tǒng)進(jìn)行精確控制符合先進(jìn)沉積工藝的發(fā)展趨勢。