Реактивное напыление - это специализированная технология в рамках более широкой категории плазменного напыления, предназначенная для нанесения тонких пленок сложных материалов на подложку. В отличие от стандартного напыления, в котором используется инертный газ для выброса атомов из материала мишени непосредственно на подложку, при реактивном напылении в камеру напыления подается реактивный газ. Этот реактивный газ вступает в химическую реакцию с распыленными атомами материала мишени, образуя новое соединение, которое затем осаждается на подложку.
Механизм реактивного напыления:
При реактивном напылении материал мишени, обычно металл или полупроводник, помещается в вакуумную камеру. Камера заполнена атмосферой реактивного газа низкого давления, например кислорода или азота, а не полностью откачана, как при стандартном напылении. Реактивный газ ионизируется и становится положительно заряженным. При подаче высокого напряжения положительно заряженные ионы газа сталкиваются с материалом мишени, в результате чего атомы выбрасываются из мишени. Эти выброшенные атомы затем реагируют с реактивным газом в камере, образуя соединение, которое впоследствии осаждается на подложку.Химические реакции и контроль:
Химическая реакция между распыленными атомами и реактивным газом имеет решающее значение для формирования желаемой пленки соединения. Например, если целевым материалом является кремний, а реактивным газом - кислород, в результате реакции образуется оксид кремния, который затем осаждается. Состав и свойства осажденной пленки, такие как ее стехиометрия, напряжение и коэффициент преломления, можно регулировать путем изменения относительного давления инертного и реактивного газов. Этот контроль необходим для оптимизации функциональных свойств тонкой пленки.
Задачи и параметры управления:
Реактивное напыление характеризуется гистерезисным поведением, что затрудняет поиск идеальных условий работы. Процесс требует тщательного контроля нескольких параметров, включая парциальное давление инертного и реактивного газов, скорость потока и скорость эрозии мишени. Модели, подобные модели Берга, помогают оценить влияние добавления реактивного газа и оптимизировать процесс осаждения.
Приложения и конфигурация системы:
