Die Abscheiderate beim Sputtern wird von mehreren Faktoren beeinflusst, darunter Sputterparameter, die Sputterrate und die physikalischen Eigenschaften des Zielmaterials. Eine genaue Berechnung ist aufgrund der zahlreichen Variablen schwierig, und es ist oft praktischer, die tatsächlich abgeschiedene Schichtdicke mit einem Schichtdickenmessgerät zu messen.
Sputterparameter und Abscheiderate:
Die Abscheiderate beim Sputtern wird von verschiedenen Parametern beeinflusst, z. B. Sputterstrom, Sputterspannung, Druck in der Probenkammer, Abstand zwischen Target und Probe, Sputtergas, Targetdicke, Targetmaterial und Probenmaterial(en). Jede dieser Variablen kann beeinflussen, wie viel Material tatsächlich auf der Probenoberfläche abgeschieden wird. So kann beispielsweise eine Erhöhung des Sputterstroms oder der Sputterspannung die Geschwindigkeit, mit der das Material vom Target ausgestoßen wird, erhöhen, wodurch sich die Abscheiderate steigern lässt. Diese Änderungen müssen jedoch mit der Notwendigkeit in Einklang gebracht werden, ein stabiles Plasma aufrechtzuerhalten und eine Beschädigung des Targets oder der Probe zu verhindern.Sputtering-Rate und Abscheiderate:
Die Sputterrate, d. h. die Anzahl der von der Oberfläche eines Targets gesputterten Monolagen pro Sekunde, ist ein Schlüsselfaktor für die Bestimmung der Abscheiderate. Sie wird nach der folgenden Formel berechnet:
[ \text{Sputtering rate} = \frac{MSj}{pN_Ae} ]Dabei steht ( M ) für das Molgewicht des Targets, ( p ) für die Materialdichte, ( j ) für die Ionenstromdichte, ( N_A ) für die Avogadro-Zahl und ( e ) für die Elektronenladung. Diese Gleichung zeigt, dass die Sputterrate von den physikalischen Eigenschaften des Targetmaterials und der während des Sputterprozesses eingesetzten Energie abhängt. Die gesputterten Atome bilden dann einen dünnen Film auf dem Substrat, wobei die Abscheiderate davon abhängt, wie effizient diese Atome vom Target auf das Substrat übertragen werden.
Physikalische Eigenschaften des Targetmaterials:
