溅射率是衡量单位时间内从靶材上去除的材料量。
通常用每秒单层来表示。
溅射率受多种因素影响。
这些因素包括溅射产量、目标材料的摩尔重量、材料密度和离子电流密度。
影响溅射速率的 5 个关键因素
1.溅射产率 (S)
溅射产率是指每个入射离子从靶材中射出的原子数。
它是一个关键因素，因为它会直接影响材料从靶上去除的速度。
溅射产率取决于靶材、轰击粒子的质量及其能量。
一般来说，在溅射的典型能量范围内（10 到 5000 eV），产率随着轰击粒子的质量和能量的增加而增加。
2.靶材摩尔重量 (M)
靶材的摩尔重量也是决定溅射率的一个因素。
在所有其他因素不变的情况下，摩尔重量较高的材料与较轻的材料相比，溅射速率会有所不同。
3.材料密度 (p)
目标材料的密度会影响原子排列的紧密程度。
密度越大的材料单位面积上的原子数量就越多，这会影响这些原子的溅射速度。
4.离子电流密度 (j)
离子电流密度是指撞击靶材的离子通量。
离子电流密度越高，意味着单位时间内单位面积上撞击靶材的离子越多，这可以提高溅射速率。
溅射率的数学表示法
溅射率可以用数学方法表示为[\text{Sputtering rate} = \frac{MSj}{pN_Ae} ]。
在这个等式中，( N_A ) 是阿伏加德罗数，( e ) 是电子电荷。
该等式表明，溅射率与溅射产率、摩尔重量和离子电流密度成正比，与材料密度和阿伏加德罗数成反比。
实际意义和挑战
在实际应用中，溅射速率对于控制沉积速率和涂层质量至关重要。
然而，由于涉及众多变量（如溅射电流、电压、压力和靶到样品的距离），精确计算溅射率通常具有挑战性。
因此，建议使用厚度监控器测量实际沉积的涂层厚度，以便更精确地控制溅射过程。
溅射的缺点
虽然溅射是一种通用的薄膜沉积技术，但它也有一些缺点。
这些缺点包括：资本支出高、某些材料的沉积率相对较低、某些材料会因离子轰击而降解，以及因操作条件而容易引入杂质。
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