離子束濺射計算

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🧮 Ion Beam Sputtering Calculator

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

📐 計算公式
Y ≈ 0.0006·E·√Z / cosθ；Φ = J/e；刻蝕速率 = Y·Φ·M/(ρ·Nₐ)·1e7·60
濺射產額 Y 隨離子能量 E、靶材原子序數 Z 與入射角 θ 變化；離子通量 Φ 由電流密度 J 與元電荷 e 計算；刻蝕速率由產額、通量、摩爾質量 M、密度 ρ 與阿伏伽德羅常數 Nₐ 換算（nm/min）。
💡 公式：濺射產額 Y ≈ 0.0006·E·√Z / cosθ；離子通量 Φ=J/e；刻蝕速率 = Y·Φ·M/(ρ·Nₐ)·1e7·60 (nm/min)。
⚠️ 使用說明與注意事項
  • 按 Enter 快速計算，Ctrl/Cmd + Enter 複製結果
  • Y 為經驗近似（千電子伏量級 Ar+ 較準），實際受離子種類、閾值能量影響
  • 入射角增大濺射產額升高，但 θ 接近 90° 時公式失效
  • 刻蝕速率假設離子電流均勻且無再沉積

🕘 最近計算

暫無計算記錄

📚 深度解析：離子束濺射計算（濺射產額與刻蝕速率）

💡 常見使用場景

方法
演算法：濺射產額 Y = 0.0006×E×√Z/cosθ（atoms/ion，θ 為入射角，cosθ 下限 0.01）；離子通量 = (電流密度 mA/cm² /1000)/1.602e-19（ions/cm²/s）；單原子體積 = 摩爾質量/(密度×6.022e23)（cm³/atom）；刻蝕速率 = Y×通量×單原子體積（cm/s），×1e7 得 nm/s，×60 得 nm/min。材料下拉會帶出 Z、摩爾質量與密度（銅 29/63.55/8.96、鋁 13/26.98/2.70、矽 14/28.09/2.33、鎢 74/183.84/19.35 等）。
算例
例：銅靶（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、單原子體積 1.178×10⁻²³ cm³，刻蝕速率 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。鋁靶（Z=13、M=26.98、ρ=2.70）、500eV、30°、2mA/cm² → Y=1.249、速率 155.25nm/min。

❓ 常見問題（FAQ）

為什麼入射角越大刻蝕越快？
經驗上濺射產額在入射角 60°~70° 附近最大：斜入射時入射離子在表層的能量沉積更集中，逸出原子更多。但角度過大（掠射）時反射佔比上升，產額反而下降，本工具用 1/cosθ 近似，僅適用於中等角度。
這個模型準嗎？
屬量級估算。0.0006×E×√Z 是簡化的線性級聯近似，未考慮濺射閾能、表面結合能與化學濺射。做工藝預算可用，精確速率應以臺階儀或膜厚監控實測標定。

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📖關於「離子束濺射計算」 ▼

📝工具簡介

離子束濺射計算器，依據離子能量、入射角、靶材原子序數與離子電流密度，估算濺射產額與刻蝕速率，用於離子束刻蝕與薄膜製備工藝參考。

✨功能特點

🎯使用場景