Производительность напыления мишени - это среднее количество атомов, выбрасываемых из мишени на каждый падающий ион. Этот выход зависит от нескольких факторов, включая кинетическую энергию и массу ионов, массу атомов мишени, энергию связи атомов поверхности, угол падения ионов и энергию, с которой ионы ударяются о мишень.
Факторы, влияющие на выход напыления:
-
Кинетическая энергия и масса ионов: Выход напыления увеличивается с ростом энергии и массы падающих ионов. Существует минимальный энергетический порог (обычно 30-50 эВ), необходимый для выброса атома из мишени. Выше этого порога выход сначала быстро увеличивается, но затем сглаживается по мере увеличения энергии ионов, поскольку ионы с более высокой энергией передают свою энергию глубже в мишень, снижая эффективность на поверхности.
-
Масса атомов мишени: Отношение масс иона и атома мишени влияет на передачу импульса. Для легких атомов мишени максимальный выход достигается, когда массы мишени и иона примерно равны. Однако с увеличением массы атомов мишени оптимальное соотношение масс смещается в сторону ионов с большей массой.
-
Энергия связи поверхностных атомов: Энергия связи между атомами материала мишени также играет решающую роль. При более высокой энергии связи требуется больше энергии для смещения атомов, что влияет на выход распыления.
-
Угол падения: Угол, под которым ионы ударяются о поверхность материала мишени, может существенно повлиять на выход напыления. Как правило, более крутые углы могут увеличить выход за счет более прямой передачи энергии атомам поверхности.
-
Другие факторы: Дополнительные факторы, такие как наличие магнитного поля (при магнетронном распылении), давление плазменного газа и конкретный метод напыления (например, ионный пучок, реактивное напыление), также могут влиять на выход напыления.
Выход напыления на практике:
В практических приложениях, таких как напыление, выход напыления имеет решающее значение, поскольку он напрямую влияет на скорость осаждения. Выход может сильно варьироваться в зависимости от материала мишени и условий процесса напыления. Например, при энергии ионов 600 эВ различные материалы будут демонстрировать разный выход напыления, на который влияют вышеуказанные факторы.Выводы:
Выход напыления - сложный параметр, определяемый взаимодействием падающих ионов с материалом мишени. Понимание и контроль этих взаимодействий необходимы для оптимизации процессов напыления в различных промышленных и исследовательских приложениях.
