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Analyse et technologie des surfaces
6.3 VITESSE ET RENDEMENT DU DÉCAPAGE IONIQUE
La relation entre la profondeur z et le temps de décapage t est donnée par:
(6.1)
où la vitesse v [m/s] est déterminée par
(6.2)
avec J :
densité de courant [A · m –2 ].
Y M : rendement de décapage ionique [atomes/ion primaire].
A: masse atomique ou moléculaire [kg · mol –1 ].
ρ :
masse volumique [kg · m –3 ].
e:
charge de l’électron [= 1,602 · 10 -19 A · s].
N A : constante d’Avogadro [= 6,023 · 10 23 mol –1 ].
n :
nombre d’atomes dans la molécule.
Il est à noter que l’oxyde de tantale (Ta 2 O 5 ) est utilisé comme référence et étalon pour la calibration des profils en profondeur. D’autres oxydes ont des vitesses
de décapage similaires comme le Fe 2 O 3 (0,92 ×
), le SiO 2 (0,95 x ). La vitesse
de décapage varie d’un facteur de cinq entre différentes oxydes et métaux. Mentionnons que la vitesse de décapage d’Ag est quatre fois plus grande que celle de Ta 2 O 5 .
z t
( )
v t
d
0
∞
∫
=
v
JY M A
ρeN A n
----------------m
s
---=
v Ta 2 O 5
3
2
1
1
0
2
3
4
E ion [keV]
log E ion
Ta 2 O 5
100 nm
30 nm
Y
M [atome/ion]
Fig. 6.3 Rendement de décapage Y M de Ta 2 O 5 en fonction de l’énergie primaire des ions Ar + d’après
[6.1].