Mikä on Sputtering?

Sputterointi on prosessi, jossa hiukkasia roiskunut kohdepintaan materiaali, koska pommittaminen kohde energinen hiukkasia, erityisesti kaasun ioneja laboratoriossa. Se vain tapahtuu, kun saapuvat hiukkaset liike-energia on paljon suurempi kuin perinteisten thermal energiamuotojen (1 eV). Tämä prosessi voi johtaa pitkään ion tai plasma pommittaminen materiaali, merkittävä heikkeneminen materiaalit, ja voi olla haitallista. Toisaalta, se on yleisesti käytetty ohutkalvo-laskeuman etsaavat ja analyysitekniikat. Sputtering tehdään joko tasajännitettä (DC Sputterointi) tai AC-jännite (RF Sputterointi). DC Sputtering jännite on asetettu 3-5 KV ja RF Sputtering virtalähde on asetettu 14 MHz. sovellus vaihtovirtaa, ionit sisällä plasma värähtelemään, mikä lisää plasma tason.

Fysiikan katodipölyynnystä

Fyysinen sputteringOhjaa liikemäärän vaihdosta välillä ionit ja atomien kohdemateriaalit koska törmäyksissä.

Tapaus ioneja lähti törmäys cascades tavoite. Kun tällainen cascades rekyyli ja saavuttaa tavoite pinta jonka energia on suurempi kuin sitovan pintaenergian, atomin tulla ulos ja tämä prosessi tunnetaan sputtering. Jos kohde on ohut atomin mittakaavassa, törmäys cascade pääsee tavoite takana ja atomin paeta sitova pintaenergian ”lähetetty”. Keskimääräinen lukumäärä atomit ulos Target / tapaus ion kutsutaan pauke tuotto ja riippuu ion tapaus kulma ion energia, ioni ja tavoite atomien massat ja atomien kohde pintaenergian sitova. Kiteinen kohteelle crystal akselit osalta tavoite pinta suunta on merkitystä.

Ensisijainen hiukkasia sputterointiprosessi voidaan toimittaa monin tavoin: esimerkiksi siten, että plasma,ION lähde, pikatoiminnon tai radioaktiivisten säteilevät alpha-hiukkasia.

Malli kuvaamaan sputtering amorfinen flat tavoitteet cascade-järjestelmässä on Thompsonin analyyttinen malli. Algoritmi, joka simuloi sputtering perustuu kvantti mekaaniset käsittelyt, kuten elektronit strippaus energian korkea toteutetaan TRIM-ohjelmassa.

Eri mekanismi fyysinen Sputterointi on lämpöä piikki sputtering. Näin voi tapahtua, kun kiinteä on tiheä tarpeeksi, ja sitten tulevan ion raskas tarpeeksi, että törmäyksiä tapahtuu hyvin lähellä toisiaan. Sitten binary törmäys lähentämisestä ei ole enää voimassa, mutta melko yhteentörmäysten aikaansaamat prosessi olisi ymmärrettävä monien kehon prosessi. Tiheä törmäykset aiheuttaa lämpöä piikki (myös kutsutaan lämpö tähkä), joka lähinnä sulaa crystal paikallisesti. Jos sulan alue on tarpeeksi lähelle pintaa, runsaasti atomien voi pauke koska Nestevirtaus pinta ja/tai microexplosions. Lämpöä piikki Sputterointi on tärkein raskaiden ionien (eli Xe tai Au tai klusterin ioneja) energialähteiden keV-MeV alueen pommittaa tiheä mutta pehmeät metallit alhainen Sulamispiste (Ag, Au Pb,). Lämpö piikki sputtering usein kasvaa nonlinearly energiaa ja pieni klusterin ioneja johtaa dramaattinen sputtering tuotokset yhteenvedon noin 10 000.

Fyysinen Sputterointi on määritelty energiatehokkuutta kynnys vähintään yhtä suuri kuin ion energiaa jossa maksimaalisen energian siirron ioni jotta näyte Atomi on sitova energian pinta Atomi. Kynnysarvoksi on yleensä jossain välillä 10 – 100 eV.

Etuuskohteluun sputtering voi johtua alussa koostuva kohdepintaan pommitetaan ja ei jähmeä aine juhla-diffuusio. Jos energian siirto on tehokkaampaa yhden TARGETin osien ja/tai se on vähemmän painokkaasti sidottu kiinteä se pauke tehokkaammin kuin muut. Jos AB-alloy, osa A katodipölyynnyksellä ensisijaisesti, kiinteä pinta on pitkäaikainen pommituksen aikana tullut rikastuttaneet B-osan mikä lisää todennäköisyyttä, että B on katodipölyynnyksellä niin että katodipölyynnyksellä aineen koostumuksesta lopulta palaa AB.