溅射沉积速率受多种因素影响,包括溅射参数、溅射速率和目标材料的物理性质。由于涉及的变量较多,因此很难精确计算,通常使用厚度监测仪测量实际沉积的涂层厚度更为实用。
溅射参数和沉积速率:
溅射过程中的沉积速率受各种参数的影响,如溅射电流、溅射电压、样品室压力、靶材到样品的距离、溅射气体、靶材厚度、靶材和样品材料。这些变量中的每一个都会影响在样品表面有效沉积的材料数量。例如,增加溅射电流或电压可以提高材料从靶材喷射出来的速度,从而有可能提高沉积速度。但是,这些变化必须与保持稳定的等离子体和防止损坏靶材或样品的需要相平衡。溅射率和沉积率:
溅射率是指每秒从靶材表面溅射出的单层膜数量,是决定沉积率的关键因素。计算公式如下
[文本{溅射率} = \frac{MSj}{pN_Ae} ]。其中,( M ) 是靶材的摩尔重量,( p ) 是材料密度,( j ) 是离子电流密度,( N_A ) 是阿伏加德罗数,( e ) 是电子电荷。该等式表明,溅射速率取决于靶材的物理特性和溅射过程中施加的能量。溅射的原子随后在基底上形成薄膜,沉积速率受这些原子从靶材转移到基底的效率影响。
靶材的物理特性: