濺射鍍膜機(jī)理

2014-04-19 張以忱 真空技術(shù)網(wǎng)整理

  目前認(rèn)為濺射現(xiàn)象是彈性碰撞的直接結(jié)果,濺射完全是動(dòng)能的交換過程。當(dāng)正離子轟擊陰極靶,入射離子最初撞擊靶表面上的原子時(shí),產(chǎn)生彈性碰撞,它直接將其動(dòng)能傳遞給靶表面上的某個(gè)原子或分子,該表面原子獲得動(dòng)能再向靶內(nèi)部原子傳遞,經(jīng)過一系列的級(jí)聯(lián)碰撞過程,當(dāng)其中某一個(gè)原子或分子獲得指向靶表面外的動(dòng)量,并且具有了克服表面勢(shì)壘(結(jié)合能)的能量,它就可以脫離附近其它原子或分子的束縛,逸出靶面而成為濺射原子。

固體濺射過程級(jí)聯(lián)碰撞示意圖

圖 固體濺射過程級(jí)聯(lián)碰撞示意圖

  由此可見,濺射過程即為入射離子通過一系列碰撞進(jìn)行能量交換的過程,入射離子轉(zhuǎn)移到逸出的濺射原子上的能量大約只有原來能量的1%,大部分能量則通過級(jí)聯(lián)碰撞而消耗在靶的表面層中,并轉(zhuǎn)化為晶格的振動(dòng)。濺射原子大多數(shù)來自靶表面零點(diǎn)幾納米的淺表層,可以認(rèn)為靶材濺射時(shí)原子是從表面開始剝離的。如果轟擊離子的能量不足,則只能使靶材表面的原子發(fā)生振動(dòng)而不產(chǎn)生濺射。如果轟擊離子能量很高時(shí),濺射的原子數(shù)與轟擊離子數(shù)之比值將減小,這是因?yàn)檗Z擊離子能量過高而發(fā)生離子注入現(xiàn)象的緣故。