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5个溅射靶材溅射率的影响因素

溅射靶材 2020-06-03 10:23

  溅射靶材溅射率的影响因素主要有:

 

  1.入射粒子种类

 

  包括入射离子的能量、入射角、溅射靶原子质量与入射离子质量之比、入射离子种类等。入射粒子的质量越大,溅射率越高

 

  2.入射离子的能量

 

  入射粒子超过溅射阈值后,随着入射粒子能量的增加,

 

  在小于 150eV 以前,溅射率与入射 粒子的能量的平方成正比,

 

  150-10Kev 范围内变化不明显,

 

  入射能量继续增加,溅射率将呈下降趋势

 

  3.入射角

 

  入射角 0-60°,溅射率随角度增加

 

  60-80° 溅射率最大 入射角继续增加溅射率将急剧下降

 

  入射角 90°,溅射率为 0

 

  4.靶材的种类及结构

 

  包括靶原子的原子序数、靶表面原子的结合状态、结晶取向,以及靶材是纯金属、合金或化合物等。溅射率一般随靶材的原子序数增加而增大,元素不同结构不同的靶材具有不同的溅射率

 

  5、温度

 

  一般认为在和升华能密切相关的某一温度内,溅射率几乎不随温度变化而变化,当温度超过这一范围时,溅射率有迅速增加的趋向。

 

  此外,根据物质的微观理论,当气体正离子撞击靶时,除了溅射原子之外,靶上还会有其他粒子的发射,并产生辐射。所有这一切过程都会影响薄膜的性质。

 

  如图8-19所示是氩等离子体中不同种类靶材的溅射率与垂直入射氩离子能量的关系曲线。

 

  对于每一种靶材,都存在一个能量阈值,低于此阈值,不会发生溅射。典型的阈值能量在10~30eV范围内。

 

  能量略大于阈值时,溅射率随能量的平方增加,直到100eV左右;此后,溅射率随能量线性增加,至750eV左右;750eV以上,溅射率只是略有增加。最大溅射率一般在1keV左右。再增大能量将发生离子注人。

 
图8-19:氩等离子体中不同种类靶材的溅射率与垂直入射氩离子能量的关系曲线

  图8-19

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