2 实验原理
2.1 溅射
溅射是入射粒子和靶的碰撞过程。入射粒子在靶中经历复杂的散射过程,和靶原子碰撞,把部分动量传给靶原子,此靶原子又和其他靶原子碰撞,形成级联过程。在这种级联过程中某些表面附近的靶原子获得向外运动的足够动量,离开靶被溅射出来。
溅射的特点是:(1)溅射粒子(主要是原子,还有少量离子等)的平均能量达几个电子伏,比蒸发粒子的平均动能kT高得多(3000K蒸发时平均动能仅0.26eV),溅射粒子的角分布与入射离子的方向有关。(2)入射离子能量增大(在几千电子伏范围内),溅射率(溅射出来的粒子数与入射离子数之比)增大。入射离子能量再增大,溅射率达到极值;能量增大到几万电子伏,离子注入效应增强,溅射率下降。(3)入射离子质量增大,溅射率增大。(4)入射离子方向与靶面法线方向的夹角增大,溅射率增大(倾斜入射比垂直入射时溅射率大)。(5)单晶靶由于焦距碰撞(级联过程中传递的动量愈来愈接近原子列方向),在密排方向上发生优先溅射。(6)不同靶材的溅射率很不相同