Энергетический диапазон напыления обычно начинается с порога от десяти до ста электронвольт (эВ) и может простираться до нескольких сотен эВ, при этом средняя энергия часто на порядок выше энергии связи поверхности.
Подробное объяснение:
-
Пороговая энергия для напыления:
-
Напыление происходит, когда ион передает атому-мишени энергию, достаточную для преодоления энергии его связывания с поверхностью. Этот порог обычно находится в диапазоне от 10 до 100 эВ. Ниже этого диапазона передача энергии недостаточна для выброса атомов из материала мишени.Энергия распыленных атомов:
-
Кинетическая энергия распыленных атомов варьируется в широких пределах, но обычно превышает десятки электрон-вольт, часто около 600 эВ. Такая высокая энергия обусловлена обменом импульсами при столкновениях ионов с атомами. Приблизительно 1 % ионов, попадающих на поверхность, вызывают повторное распыление, при котором атомы выбрасываются обратно на подложку.
-
Выход напыления и зависимость от энергии:
- Выход распыления, представляющий собой среднее количество атомов, выбрасываемых на каждый падающий ион, зависит от нескольких факторов, включая угол падения ионов, энергию ионов, атомный вес, энергию связи и условия плазмы. Распределение энергии распыленных атомов достигает максимума примерно при половине поверхностной энергии связи, но распространяется и на более высокие энергии, причем средняя энергия часто значительно превышает пороговую.
- Типы напыления и уровни энергии:Диодное напыление постоянного тока:
- Используется постоянное напряжение 500-1000 В, при этом ионы аргона передают энергию атомам мишени при энергиях в этом диапазоне.Ионно-лучевое напыление:
-
Использует более высокие энергии, средняя энергия распыления составляет 10 эВ, что значительно выше тепловых энергий и характерно для вакуумного испарения.Электронное напыление:
Может использовать очень высокие энергии или высокозаряженные тяжелые ионы, что приводит к высоким выходам напыления, особенно в изоляторах.
Области применения и требования к энергии:
