离子束溅射计算

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🧮 Ion Beam Sputtering Calculator

Compute ion beam sputtering yield from energy, angle, target Z and current density.

📐 计算公式
Y ≈ 0.0006·E·√Z / cosθ；Φ = J/e；刻蚀速率 = Y·Φ·M/(ρ·Nₐ)·1e7·60
溅射产额 Y 随离子能量 E、靶材原子序数 Z 与入射角 θ 变化；离子通量 Φ 由电流密度 J 与元电荷 e 计算；刻蚀速率由产额、通量、摩尔质量 M、密度 ρ 与阿伏伽德罗常数 Nₐ 换算（nm/min）。
💡 公式：溅射产额 Y ≈ 0.0006·E·√Z / cosθ；离子通量 Φ=J/e；刻蚀速率 = Y·Φ·M/(ρ·Nₐ)·1e7·60 (nm/min)。
⚠️ 使用说明与注意事项
  • 按 Enter 快速计算，Ctrl/Cmd + Enter 复制结果
  • Y 为经验近似（千电子伏量级 Ar+ 较准），实际受离子种类、阈值能量影响
  • 入射角增大溅射产额升高，但 θ 接近 90° 时公式失效
  • 刻蚀速率假设离子电流均匀且无再沉积

🕘 最近计算

暂无计算记录

📚 深度解析：离子束溅射计算（溅射产额与刻蚀速率）

💡 常见使用场景

方法
算法：溅射产额 Y = 0.0006×E×√Z/cosθ（atoms/ion，θ 为入射角，cosθ 下限 0.01）；离子通量 = (电流密度 mA/cm² /1000)/1.602e-19（ions/cm²/s）；单原子体积 = 摩尔质量/(密度×6.022e23)（cm³/atom）；刻蚀速率 = Y×通量×单原子体积（cm/s），×1e7 得 nm/s，×60 得 nm/min。材料下拉会带出 Z、摩尔质量与密度（铜 29/63.55/8.96、铝 13/26.98/2.70、硅 14/28.09/2.33、钨 74/183.84/19.35 等）。
算例
例：铜靶（Z=29、M=63.55、ρ=8.96）、1000eV、0°、1mA/cm² → Y=3.231 atoms/ion、通量 6.24×10¹⁵ ions/cm²/s、单原子体积 1.178×10⁻²³ cm³，刻蚀速率 2.375nm/s = 142.53nm/min。入射角改 60° → cosθ=0.5，Y 翻倍到 6.462，速率升至 285.06nm/min。铝靶（Z=13、M=26.98、ρ=2.70）、500eV、30°、2mA/cm² → Y=1.249、速率 155.25nm/min。

❓ 常见问题（FAQ）

为什么入射角越大刻蚀越快？
经验上溅射产额在入射角 60°~70° 附近最大：斜入射时入射离子在表层的能量沉积更集中，逸出原子更多。但角度过大（掠射）时反射占比上升，产额反而下降，本工具用 1/cosθ 近似，仅适用于中等角度。
这个模型准吗？
属量级估算。0.0006×E×√Z 是简化的线性级联近似，未考虑溅射阈能、表面结合能与化学溅射。做工艺预算可用，精确速率应以台阶仪或膜厚监控实测标定。

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📝工具简介

离子束溅射计算器，依据离子能量、入射角、靶材原子序数与离子电流密度，估算溅射产额与刻蚀速率，用于离子束刻蚀与薄膜制备工艺参考。

✨功能特点

🎯使用场景