溅射是一种物理过程，原子在高能粒子（通常是离子）的轰击下从固体靶材料中喷射出来。这一过程广泛用于薄膜沉积和分析技术，如二次离子质谱。
溅射过程概述：
溅射是将基片置于氩气等惰性气体的真空室中，并对目标材料施加负电荷。高能离子与目标材料碰撞，使其中的一些原子喷射出来并沉积到基底上。
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详细解释：历史背景：
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- 人们在 19 世纪首次观察到溅射现象，并在 20 世纪中期获得了极大的关注。溅射 "一词源于拉丁语 "sputare"，意为发出声音，反映了原子从材料中被强行喷射出来的过程。工艺机制：
- 真空室设置： 工艺开始时，先将待镀膜的基底置于充满惰性气体（通常为氩气）的真空室中。对目标材料施加负电荷，这就是要沉积的原子的来源。
- 离子轰击： 高能离子（通常是等离子状态下的氩离子）在电场的作用下加速冲向目标材料。这些离子与目标碰撞，传递能量和动量。
- 原子弹射： 碰撞会导致目标材料的部分原子从表面喷出。这类似于原子台球游戏，离子（母球）撞击原子团（台球），导致一些原子向外散射。
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沉积：
- 射出的原子穿过气体，沉积到基底上，形成薄膜。此过程的效率通过溅射产率来衡量，即每个入射离子溅射出的原子数。应用：
- 薄膜沉积： 溅射被广泛应用于半导体工业和其他领域，以沉积薄膜材料，精确控制成分和厚度。
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分析技术： 在二次离子质谱分析中，利用溅射以可控速率侵蚀目标材料，从而分析材料成分和浓度随深度变化的曲线。
技术进步：
20 世纪 70 年代，彼得-克拉克（Peter J. Clarke）开发出了溅射枪，这是一个重要的里程碑，使得在原子尺度上更可控、更高效地沉积材料成为可能。这一进步对半导体行业的发展至关重要。
