La resa dello sputtering è influenzata da diversi fattori. Questi fattori determinano la quantità di materiale che può essere espulso dal bersaglio durante il processo di sputtering.
5 fattori chiave che influenzano la resa dello sputtering
1. Energia degli ioni incidenti
L'energia degli ioni che colpiscono il materiale bersaglio è fondamentale. Gli ioni a più alta energia possono spostare gli atomi del bersaglio in modo più efficace, portando a una maggiore resa di sputtering. Questa energia è tipicamente fornita da un plasma.
2. Masse degli ioni e degli atomi del bersaglio
Anche la massa degli ioni incidenti rispetto alla massa degli atomi bersaglio gioca un ruolo importante. Gli ioni più pesanti possono trasferire una maggiore quantità di energia durante le collisioni, con conseguente aumento della resa. Al contrario, gli atomi bersaglio più pesanti sono più difficili da spostare.
3. Energia di legame degli atomi nel solido
L'energia di legame degli atomi nel materiale bersaglio influisce sulla facilità con cui possono essere espulsi. Energie di legame più elevate richiedono più energia per dislocare gli atomi, il che può ridurre la resa dello sputtering.
4. Parametri di sputtering
Per ottimizzare il processo di sputtering è possibile regolare diversi parametri. Questi includono:
- Densità di potenza del bersaglio: La quantità di potenza applicata al target per unità di superficie.
- Corrente e tensione di sputtering: Controllano l'energia e il numero di ioni che colpiscono il bersaglio.
- Pressione (vuoto) nella camera del campione: La pressione del gas di sputtering può influenzare il percorso libero medio degli atomi sputati e la densità del plasma.
- Distanza dal bersaglio al campione: La distanza influisce sul tempo di percorrenza e sull'energia degli atomi spruzzati prima che raggiungano il substrato.
- Gas di sputtering: Il tipo di gas utilizzato può influenzare la ionizzazione e l'energia degli ioni.
- Spessore e materiale del target: I target più spessi possono sostenere tempi di sputtering più lunghi e i diversi materiali hanno rese di sputtering diverse.
5. Calcoli teorici
La velocità di sputtering può essere calcolata teoricamente utilizzando formule che considerano fattori come la densità del flusso ionico, il numero di atomi del target per unità di volume, il peso atomico, la distanza tra il target e il substrato e il grado di ionizzazione.
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