【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及薄膜沉积制备，具体是一种电子束蒸发过程动态模拟仿真系统和方法。
技术介绍
1、电子束蒸发过程是利用高能量电子束将材料加热至蒸发温度，从而使其蒸发并沉积在衬底表面，形成薄膜的工艺，可用于半导体制备等领域。对于初次接触该领域的技术人员而言，这种发生在微观层面的蒸发过程难以直观理解，因此有必要借助模拟仿真的方法帮助初学者形象地认知电子束蒸发及薄膜生成的动态过程。然而目前，电子束蒸发过程的仿真方法还存在如下问题：缺乏定量动态仿真的方法，电子束蒸发薄膜的生长过程是非线性的，并且受到许多因素影响，现有的方法无法定量模拟电子束蒸发薄膜形成的动态过程。该方法和系统可以定量模拟电子束蒸发薄膜形成的动态过程，并对该动态过程可视化展示，辅助技术人员学习、理解电子束蒸发及薄膜形成的微观过程。
技术实现思路
1、(1)要解决的技术问题
2、本专利技术的目的在于提供一种电子束蒸发过程动态模拟仿真系统和方法，以解决电子束蒸发薄膜形成的动态过程难以定量模拟和可视化的问题。
3、(2)技术方案
4、为实现上述目的，一方面，本专利技术提供了一种电子束蒸发过程动态模拟仿真方法，所述方法包括：
5、建立电子束蒸发过程模拟人机交互模型，所述电子束蒸发过程模拟人机交互模型包括输入界面和输出界面；所述输入界面的输入参数包括第一仿真温度k1、第一仿真电子束功率p1、仿真作用时间t1、图形放大倍数z1、时间拉伸倍数z2、预设增长速度vset；
6、建立第一档
7、读取第一仿真温度k1、第一仿真电子束功率p1、仿真作用时间t1，将所述第一仿真温度k1、第一仿真电子束功率p1经第一归一化处理后，输入所述第一档案关系映射，经第一归一化反变换后，得到第一仿真质量差m1；将第一仿真质量差m1输入公式求得第一仿真厚度h1；根据仿真作用时间t1、预设增长速度vset、第一仿真厚度h1，建立第一薄膜增长方程组，求得第一仿真厚度增速v(t)；
8、根据仿真作用时间t1、第一仿真厚度h1、第一仿真厚度增速v(t)、图形放大倍数z1、时间拉伸倍数z2、预先设定的动态仿真帧数n，在三维坐标系上建立第一薄膜动态三维模型，通过所述电子束蒸发过程模拟人机交互模型的输出界面展示所述第一薄膜动态三维模型。
9、进一步地，所述将第一质量差矩阵进行二维拟合，得到第一档案关系映射的方法包括：
10、将所述第一衬底温度数组进行归一化处理，得到第二温度数组；将第一电子束功率数组进行归一化处理，得到第二电子束功率数组；将第一质量差矩阵进行归一化处理，得到第二质量差矩阵；将所述归一化处理过程中的间接变量参数固化，形成第一归一化处理模型；
11、提取第二温度数组、第二电子束功率数组、第二质量差矩阵之间的映射关系，形成第一样本集；所述第一样本集中的每一个样本均包含一个第二温度数组中的元素、一个第二电子束功率数组中的元素及一个对应的第二质量差矩阵中的元素；
12、建立第一质量差拟合框架；将所述第一样本集中的所有样本输入第一质量差拟合框架，其中所述样本中的第二温度数组元素、第二电子束功率数组元素作为第一质量差拟合框架的第一输入特征，所述样本中的第二质量差矩阵元素作为第一质量差拟合框架的第二输入特征；设置第一核函数，基于所述第一核函数，将所述第一输入特征和第二输入特征映射到高维特征空间，得到第一高维特征；将第一高维特征进行线性回归，得到第一高维特征的线性回归模型；将所述第一高维特征的线性回归模型还原回第一输入特征和第二输入特征所在空间，得到第一质量差拟合模型；
13、将所述第一质量差拟合模型克隆至第一档案关系映射，所述第一档案关系映射的输入为第一仿真温度经第一归一化处理后的值和第一仿真电子束功率经第一归一化处理后的值，输出为第一仿真质量差经第一归一化处理后的值。
14、进一步地，所述根据仿真作用时间t1、预设增长速度vset、第一仿真厚度h1，建立第一薄膜增长方程组，求得第一仿真厚度增速v(t)的方法包括：
15、建立第一薄膜增长方程组所述方程中t为薄膜增长仿真时间，0≤t≤t1，t1为仿真作用时间，v(t)为第一仿真厚度增速，vset为预设增长速度，h1为第一仿真厚度，所述第一仿真厚度增速v(t)随t变化；
16、将所述第一薄膜增长方程离散化，构建第一薄膜增长线性方程组；求解所述第一薄膜增长线性方程组，得到第一仿真厚度增速v(t)的数值解。
17、进一步地，所述根据仿真作用时间t1、第一仿真厚度h1、第一仿真厚度增速v(t)、图形放大倍数z1、时间拉伸倍数z2、预先设定的动态仿真帧数n，在三维坐标系上建立第一薄膜动态三维模型，通过所述电子束蒸发过程模拟人机交互模型的输出界面展示所述第一薄膜动态三维模型的方法包括：
18、在三维坐标系上建立第一衬底静态二维平面模型，所述静态二维平面模型的面积为第一衬底面积s；建立以第一衬底静态二维平面模型为底、以所述第一仿真厚度h1为高的第一薄膜静态三维模型；根据第一仿真厚度增速v(t)、仿真作用时间t1、预先设定的动态仿真帧数n，建立第一动态过渡模型；将第一衬底静态二维平面模型、第一薄膜静态三维模型与第一动态过渡模型叠加，得到原始薄膜动态三维模型；
19、将原始薄膜动态三维模型输入薄膜直观展示算法，得到第一薄膜动态三维模型；
20、所述薄膜直观展示算法包括：将原始薄膜动态三维模型的实际尺寸按预设的图形放大倍数z1等比例放大，并按时间拉伸倍数z2进行时间尺度拉伸，得到第一薄膜动态三维模型；
21、通过所述电子束蒸发过程模拟人机交互模型的输出界面展示所述第一薄膜动态三维模型。
22、进一步地，所述根据第一仿真厚度增速v(t)、仿真作用时间t1、预先设定的动态仿真帧数n，建立第一动态过渡模型的方法包括：
23、根据预先设定的动态仿真帧数n，将仿真作用时间t1均匀分割为n份，得到仿真时间序列n＞2；
24、将仿真时间序列依次作为v(t)的自变量，求得
25、利用公式分别求得第j帧仿真厚度hj，j＝1、2……n；
26、分别建立以第一衬底静态二维平面模型为底、以所述第j帧仿真厚度hj为高的第j帧薄膜静态三维模型，j＝1、2……n；
27、以为时间间隔，按j＝1、2……n的顺序，依次显示第1帧薄膜静态三维模型到第n帧薄膜静态三维模型，得到第一动态过渡模型。
28、基于同一专利技术构思，另一方面，本专利技术还提供了一种电子束蒸发过程动态模拟仿真系统，所述系统包括：
29、电子束蒸发过程模拟人机交互模块，用于建立电子束蒸发过程模拟人机交互模型，所述电子束蒸发过程模拟人机交互模型包括本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电子束蒸发过程动态模拟仿真方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述电子束蒸发过程动态模拟仿真方法，其特征在于，所述将第一质量差矩阵进行二维拟合，得到第一档案关系映射的方法包括：
3.如权利要求1所述电子束蒸发过程动态模拟仿真方法，其特征在于，所述根据仿真作用时间T1、预设增长速度Vset、第一仿真厚度H1，建立第一薄膜增长方程组，求得第一仿真厚度增速v(t)的方法包括：
4.如权利要求1所述电子束蒸发过程动态模拟仿真方法，其特征在于，所述根据仿真作用时间T1、第一仿真厚度H1、第一仿真厚度增速v(t)、图形放大倍数Z1、时间拉伸倍数Z2、预先设定的动态仿真帧数N，在三维坐标系上建立第一薄膜动态三维模型，通过所述电子束蒸发过程模拟人机交互模型的输出界面展示所述第一薄膜动态三维模型的方法包括：
5.如权利要求4所述电子束蒸发过程动态模拟仿真方法，其特征在于，所述根据第一仿真厚度增速v(t)、仿真作用时间T1、预先设定的动态仿真帧数N，建立第一动态过渡模型的方法包括：
6.一种电子束蒸发过程动态模拟仿真系
7.如权利要求6所述电子束蒸发过程动态模拟仿真系统，其特征在于，所述第一档案关系映射模块包括：
8.如权利要求6所述电子束蒸发过程动态模拟仿真系统，其特征在于，所述第一仿真厚度及第一仿真厚度增速计算模块包括：
9.如权利要求6所述电子束蒸发过程动态模拟仿真系统，其特征在于，所述第一薄膜动态三维模型构建模块包括：
10.如权利要求9所述电子束蒸发过程动态模拟仿真系统，其特征在于，所述原始薄膜动态三维模型构建模块包括：
...【技术特征摘要】
1.一种电子束蒸发过程动态模拟仿真方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述电子束蒸发过程动态模拟仿真方法，其特征在于，所述将第一质量差矩阵进行二维拟合，得到第一档案关系映射的方法包括：
3.如权利要求1所述电子束蒸发过程动态模拟仿真方法，其特征在于，所述根据仿真作用时间t1、预设增长速度vset、第一仿真厚度h1，建立第一薄膜增长方程组，求得第一仿真厚度增速v(t)的方法包括：
4.如权利要求1所述电子束蒸发过程动态模拟仿真方法，其特征在于，所述根据仿真作用时间t1、第一仿真厚度h1、第一仿真厚度增速v(t)、图形放大倍数z1、时间拉伸倍数z2、预先设定的动态仿真帧数n，在三维坐标系上建立第一薄膜动态三维模型，通过所述电子束蒸发过程模拟人机交互模型的输出界面展示所述第一薄膜动态三维模型的...
【专利技术属性】
技术研发人员：恽成，李子婧，
申请(专利权)人：上海巅思智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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