Что такое реактивное напыление?
Реактивное напыление - это специализированная технология в области физического осаждения из паровой фазы (PVD), которая предполагает осаждение тонких пленок с контролируемой стехиометрией и структурой. В отличие от стандартного напыления, при котором чистый материал мишени распыляется в среде инертного газа, при реактивном напылении в камеру напыления вводится реактивный газ, что позволяет образовывать соединения, не присутствующие в исходном материале мишени.
Подробное объяснение:
-
Обзор процесса:
-
При реактивном напылении материал мишени, который обычно представляет собой чистый элемент или металл, бомбардируется ионами из плазмы, обычно генерируемой из инертного газа, например аргона. В результате такой бомбардировки атомы из мишени выбрасываются (распыляются) в окружающее пространство. Ключевым отличием от стандартного напыления является введение в камеру реактивного газа, такого как кислород или азот. Этот реактивный газ вступает в химическую реакцию с атомами распыленной мишени, образуя на подложке новые соединения, такие как оксиды или нитриды.Химическая реакция:
-
Химическая реакция между напыленными атомами и реактивным газом имеет решающее значение. Например, если в качестве мишени используется кремний, а в качестве реактивного газа - кислород, реакция приводит к образованию оксида кремния на подложке. Этот процесс позволяет осаждать материалы, которые не присутствуют в мишени, расширяя спектр материалов, которые могут быть осаждены с помощью напыления.
-
Контроль и проблемы:
-
Контроль состава осаждаемой пленки очень важен и может быть достигнут путем регулировки парциального давления инертного и реактивного газов. Однако этот процесс сложнее, чем стандартное напыление, из-за протекания химических реакций, которые могут привести к гистерезису. Это требует тщательного контроля и регулировки таких параметров, как давление и расход газа, для достижения желаемых свойств пленки. Модели, подобные модели Берга, помогают понять и предсказать влияние этих переменных на процесс напыления.Области применения и преимущества:
Реактивное напыление особенно полезно для осаждения пленок с определенными функциональными свойствами, такими как напряжение в пленках нитрида кремния или показатель преломления в пленках оксида кремния. Возможность точно контролировать стехиометрию осаждаемых пленок делает реактивное напыление ценным методом в различных отраслях промышленности, включая электронику, оптику и покрытия для повышения износостойкости.
Оборудование и вариации:
