Реактивное напыление - это специализированная форма плазменного напыления, используемая для нанесения тонких пленок на подложки. При этом распыленные частицы целевого материала вступают в химическую реакцию с реактивным газом, образуя на подложке пленку соединения. Этот процесс особенно полезен для создания пленок из соединений, которые обычно медленнее образуются при использовании традиционных методов напыления.
Подробное объяснение:
-
Обзор процесса:
-
При реактивном напылении целевой материал (обычно металл, например алюминий или золото) распыляется в вакуумной камере, содержащей реактивный газ, например кислород или азот. Распыленные частицы реагируют с этим газом, образуя соединение, которое затем осаждается на подложку. Это отличается от обычного напыления, при котором целевой материал осаждается в виде чистого элемента.Химическая реакция:
-
Химическая реакция происходит, когда частицы металла из мишени взаимодействуют с реактивным газом в камере. Например, если используется кислород, частицы металла могут образовывать оксиды металлов при попадании на подложку. Эта реакция имеет решающее значение для формирования пленки соединения и контролируется парциальными давлениями инертного и реактивного газов в камере.
-
Влияние реактивного газа:
-
Введение реактивного газа существенно влияет на процесс осаждения, зачастую приводя к усложнению контроля параметров. Эта сложность возникает из-за необходимости сбалансировать скорость реакции и скорость осаждения для достижения желаемого состава и свойств пленки. Модель Берга, например, помогает понять и предсказать влияние добавления реактивного газа на процесс напыления.Контроль и оптимизация:
Состав пленки можно регулировать, изменяя относительное давление инертного и реактивного газов. Эта регулировка очень важна для оптимизации функциональных свойств пленки, таких как напряжение в нитриде кремния (SiNx) или показатель преломления в оксиде кремния (SiOx). Процесс часто имеет гистерезисное поведение, что требует тщательного контроля давления и расхода газа для поддержания стабильной работы.
Преимущества и области применения:
