溅射沉积ddr计算公式(一)
溅射沉积DDR计算公式
溅射沉积基本概念
溅射沉积（Deposition by Sputtering，简称DDR）是一种通过离子轰击固体材料而使材料表面原子脱离并沉积到其他位置的技术。在溅射沉积过程中，离子的能量和角度对沉积膜的性质和形貌有着重要的影响。
溅射沉积速率（Sputtering Deposition Rate）
溅射沉积速率是衡量单位时间内溅射材料沉积到基底表面上的厚度。它是溅射功率、沉积材料的密度和压强等参数的函数。
deposition
溅射沉积速率的计算公式如下：
D = P * ρ * A / (m * N)
其中， - D 是沉积速率（单位为 nm/s） - P 是溅射功率（单位为 W） - ρ 是材料密度（单位为 g/cm³） - A 是材料的摩尔质量（单位为 g/mol） - m 是离子质量（单位为 g） - N 是离子通量（单位为 cm⁻²s⁻¹）
溅射深度（Sputtering Depth）
溅射深度是指在溅射沉积过程中，离子束撞击材料表面后在材料中的穿透深度。它受到离子能量、角度和材料特性等因素的影响。
溅射深度的计算公式如下：
D = k * (E⁰⁵ * sin⁴(θ) + E² * sin²(θ)) * A / (M * ρ)
其中， - D 是溅射深度（单位为 nm） - k 是一常数 - E 是离子能量（单位为 eV） - θ 是入射角度（单位为 度） - A 是材料的摩尔质量（单位为 g/mol） - M 是离子质量（单位为 g） - ρ 是材料密度（单位为 g/cm³）
溅射功率密度（Sputtering Power Density）
溅射功率密度是指单位面积上离子轰击的能量。它是衡量溅射速率的重要参数。
溅射功率密度的计算公式如下：
Pd = P / A
其中， - Pd 是溅射功率密度（单位为 W/cm²） - P 是溅射功率（单位为 W） - A 是离子束的截面积（单位为 cm²）
示例
假设进行溅射沉积的材料是铜（Cu），其密度为 g/cm³，摩尔质量为 g/mol。离子束的能量为 500 eV，入射角度为 45 度，离子质量为 × 10⁻²⁷ kg。同时，溅射功率为 1000 W，离子通量为 1 × 10¹⁸ cm⁻²s⁻¹。
根据上述参数，可以计算得到： - 沉积速率 D = P * ρ * A / (m * N) = (1000 W) * ( g/cm³) * ( g/mol) / (( × 10⁻²⁷ kg) * (1 × 10¹⁸ cm⁻²s⁻¹)) ≈ nm/s - 溅射深度 D = k * (E⁰⁵ * sin⁴(θ) + E² * sin²(θ)) * A / (M * ρ) = k * ((500 eV)⁰⁵ * sin⁴(45°) + (500 eV)² * sin²(45°)) * ( g/mol) / (( × 10⁻²⁷ kg) * ( g/cm³)) ≈ nm - 溅射功率密度 Pd = P / A = (1000 W) / (1 cm²) = 1000 W/cm²
以上计算结果只是示例，实际计算需根据具体的溅射沉积条件和材料性质进行精确计算。
参考文献： - Mishra, V., & Chitkara, M. (2011). Handbook of PVD Methods. William Andrew Pub. - Lee, G. H. (2016). Handbook of Industrial Deposition Processes. Elsevier.