Mekanisme Pelapisan Sputtering

Saat ini, dianggap bahwa fenomena sputtering adalah hasil langsung dari tumbukan elastis, dan sputtering benar-benar merupakan proses pertukaran energi kinetik. Ketika ion positif membombardir target katoda dan ion insiden awalnya menyerang atom di permukaan target, terjadi tabrakan elastis. Langsung mentransfer energi kinetik ke atom atau molekul di permukaan target, dan atom permukaan ini memperoleh energi kinetik dan kemudian mentransfer energi ke atom internal target. Setelah serangkaian tabrakan mengalir, ketika salah satu atom atau molekul mendapatkan momentum yang mengarah ke luar permukaan target, dan memiliki energi untuk mengatasi penghalang permukaan (energi pengikat), ia dapat dipisahkan dari atom atau molekul lain di dekatnya dan lolos dari target. permukaan menjadi atom menggerutu.

Fig.1. Diagram Skematis Tabrakan Bertabrakan Dalam Proses Sputtering Solid-State

Dapat dilihat bahwa proses sputtering adalah proses pertukaran energi oleh ion-ion insiden melalui serangkaian tabrakan. Energi yang ion-ion kejadian dipindahkan ke atom yang tergagap hanya sekitar 1% dari energi asli. Sebagian besar energi dikonsumsi di lapisan permukaan sasaran dengan tabrakan kaskade dan kemudian diubah menjadi getaran kisi kristal. Sebagian besar atom yang tergagap berasal dari lapisan superfisial, dan dapat dianggap bahwa atom mulai terkelupas dari permukaan ketika target tergagap. Jika energi ion bombardir tidak mencukupi, atom-atom di permukaan target hanya bisa bergetar tanpa sputtering. Jika energi ion bombardir tinggi, rasio jumlah atom yang tergagap dengan jumlah ion yang dibombardir akan berkurang, karena fenomena ionisasi terjadi karena energi ion pembombardir terlalu tinggi.