Interaksi Ion Gas Pembentukan Lapisan Tipis S
12 Gambar 2.2. Interaksi ion dengan atom target
Proses tumbukan partikel-partikel gas dengan permukaan atom target dalam lucutan pijar ini menggunakan tegangan tinggi dc, tegangan dc ini
diberikan pada dua elektroda katoda dan anoda. Adanya beda potensial antara kedua elektroda tersebut menyebabkan gas Argon terionisasi dan ion-ion Argon
bergerak bebas menuju katoda. Elektron-elektron pada atom target, dapat tereksitasi menuju ke tingkat energi yang lebih tinggi akibat penyerapan sejumlah
energi ion penumbuk. Jika energi yang dipindahkan melebihi ambang ionisasi, maka elektron dapat terlepas dari ikatannya dan menjadi bebas. Dalam masalah
ini dapat dikatakan bahwa atom terionisasi Wong, 1984. Ionisasi gas adalah proses terlepasnya elektron suatu partikel gas dari ikatannya. Ionisasi ini akan
menghasilkan ion-ion positif dan ion-ion negatif. Ion-ion positif yang dihasilkan dari peristiwa ionisasi akan bergerak menuju elektroda negatif katoda,
sedangkan ion-ion negatifnya akan bergerak menuju elektroda positif anoda. Dalam pergerakannya menuju katoda, ion-ion positif tersebut akan dipercepat
oleh medan listrik karena adanya beda tegangan diantara kedua elektroda,
13 sehingga ion-ion positif yang mendapat percepatan dari gaya yang ditimbulkan
oleh medan listrik, akan bergerak menuju katoda dan menumbukinya dengan energi yang cukup tinggi, dengan diikuti tumbukan berikutnya secara terus
menerus. Proses tumbukan ini merupakan peristiwa penting mengawali proses pembentukan lapisan tipis pada permukaan bahan cuplikan Wasa dan Hayakawa,
1992. Ada beberapa fenomena yang mungkin terjadi sebagai akibat interaksi
berkas ion gas sputter dengan atom target. Fenomena-fenomena tersebut diantaranya adalah :
1. Ion gas sputter terpantul dan dapat menjadi netral dengan menangkap
elektron Auger. Elektron Auger merupakan sebuah elektron yang dibebaskan dari sebuah atom tanpa disertai pancaran foton sinar-X
atau sinar gamma, akibat deeksitasi sebuah elektron tereksitasi di dalam atom tersebut. Transisi jenis ini berlangsung dalam jangkauan
sinar-x dari spektrum pancaran. Energi kinetik elektron yang dibebaskan sama dengan energi foton sinar-x tersebut dikurangi
energi ikat elektron Auger 2.
Atom target akan terpental keluar yang dapat disertai dengan elektron sekunder.
3. Ion gas sputter yang mempunyai energi tinggi dapat
terimplantasitertanam ke dalam target dan dapat mengakibatkan perubahan sifat-sifat permukaan targetlapisan permukaan target
menjadi rusak.
14 4.
Elektron-elektron dalam plasma dapat terpantul oleh permukaan target.
Fenomena terlepasnya atom tersebutlah yang mendasari dari pemanfaatan plasma sputtering untuk pendeposisian suatu atom-atom di atas permukaan suatu
material untuk membentuk lapisan tipis.