溅射镀膜机理

Craoline1224

　　目前认为溅射现象是弹性碰撞的直接结果，溅射完全是动能的交换过程。当正离子轰击阴极靶，入射离子最初撞击靶表面上的原子时，产生弹性碰撞，它直接将其动能传递给靶表面上的某个原子或分子，该表面原子获得动能再向靶内部原子传递，经过一系列的级联碰撞过程，当其中某一个原子或分子获得指向靶表面外的动量，并且具有了克服表面势垒(结合能)的能量，它就可以脱离附近其它原子或分子的束缚，逸出靶面而成为溅射原子。
　　

　　图 固体溅射过程级联碰撞示意图
　　
　　由此可见，溅射过程即为入射离子通过一系列碰撞进行能量交换的过程，入射离子转移到逸出的溅射原子上的能量大约只有原来能量的1%，大部分能量则通过级联碰撞而消耗在靶的表面层中，并转化为晶格的振动。溅射原子大多数来自靶表面零点几纳米的浅表层，可以认为靶材溅射时原子是从表面开始剥离的。如果轰击离子的能量不足，则只能使靶材表面的原子发生振动而不产生溅射。如果轰击离子能量很高时，溅射的原子数与轰击离子数之比值将减小，这是因为轰击离子能量过高而发生离子注入现象的缘故。