溅射率是各种科学和工业流程中的关键因素。它取决于影响材料从目标表面喷射的效率的几个因素。了解这些因素有助于优化溅射工艺,以获得更好的性能和精度。
溅射率取决于什么?您需要了解的 7 个关键因素
1.入射离子的能量
撞击靶表面的离子能量至关重要。能量较高的离子能更有效地将原子从靶表面置换出来,从而提高溅射率。
2.离子和靶原子的质量
入射离子的质量相对于靶原子的质量会影响溅射率。较重的离子在撞击靶原子时会传递更多的能量,从而增加抛射的可能性。
3.固体中原子的结合能
目标材料中原子的结合能会影响它们被射出的容易程度。较高的结合能需要更多的能量才能使原子脱落,这会降低溅射率,除非入射离子有足够的能量来克服这种结合。
4.溅射产率
溅射产率是指每个入射离子射出的靶原子数,直接影响溅射率。较高的溅射率意味着每次离子撞击都能喷射出更多的原子,从而导致较快的溅射率。
5.靶材摩尔重量 (M)
靶材的摩尔重量包含在溅射速率方程中,表明其在决定靶材去除率方面的重要性。
6.材料密度 (p)
目标材料的密度会影响溅射速率。密度越大的材料单位面积上的原子越多,可能导致原子喷射率越高。
7.离子电流密度 (j)
离子电流密度或单位时间内单位面积上撞击靶材的离子数量对溅射速率有很大影响。离子电流密度越高,离子撞击越频繁,溅射率也就越高。
这些因素用数学公式表示为溅射率方程:
溅射率 = (MSj)/(pNAe) 其中 NA 是阿伏加德罗数,e 是电子电荷。该等式显示了这些因素在决定总体溅射率时的相互依存关系。
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