Co je reaktivní rozprašování?

Reaktivní rozprašování je varianta plazmového rozprašovacího procesu používaného k nanášení tenkého filmu na substrátový materiál. V tomto procesu je cílový materiál, jako je hliník nebo zlato, uvolňován do komory s atmosférou vyrobenou z pozitivně nabitého reaktivního plynu. Tento plyn vytváří chemickou vazbu s cílovým materiálem a je uložen na substrátovém materiálu jako sloučenina.

Zatímco normální plazmové rozprašování probíhá ve vakuové komoře zbavené atmosféry, reaktivní rozprašování probíhá ve vakuové komoře s nízkou tlakovou atmosférou tvořenou reaktivním plynem. Speciální čerpadla na stroji odstraňují normální atmosféru, která je vyrobena z uhlíku, kyslíku a dusíku mezi ostatními stopovými prvky, a naplní komoru plynem, jako je argon, kyslík nebo dusík. Reaktivní plyn v reaktivním rozprašovacím procesu má kladný náboj.

Cílový materiál, jako je titan nebo hliník, je poté uvolněn do komory, také ve formě plynu, a vystaven magnetickému poli o vysoké intenzitě. Toto pole mění cílový materiál na záporný ion. Negativně nabitý cílový materiál je přitahován k pozitivně nabitému reaktivnímu materiálu a oba prvky se spojí před usazením na substrátu. Tímto způsobem mohou být připraveny tenké filmy ze sloučenin, jako je nitrid titaničitý (TiN) nebo oxid hlinitý (Al2O3).

Reaktivní rozprašování výrazně zvyšuje rychlost, jakou může být tenký film vyroben ze sloučeniny. Zatímco tradiční plazmové rozprašování je vhodné při vytváření tenkého filmu z jediného prvku, složené filmy trvají dlouho. Přinutit chemikálie k vazbě jako součást procesu tenkého filmu pomáhá urychlit rychlost, kterou se usazují na substrátu.

Tlak uvnitř reaktivní rozprašovací komory musí být pečlivě regulován, aby se maximalizoval růst tenkého filmu. Při nízkých tlacích trvá vytvoření filmu dlouhou dobu. Při vysokých tlacích může reaktivní plyn „otrávit“ povrch terče, což je okamžik, kdy materiál terče obdrží záporný náboj. To nejen snižuje rychlost růstu tenkého filmu na substrátu níže, ale také zvyšuje rychlost otravy; čím méně negativních částic je, tím méně chemických vazeb může tvořit s pozitivně nabitým reaktivním plynem, a tím více reaktivním plynem je otrava cílového povrchu. Monitorování a úprava tlaku v systému pomáhá tomuto otravě zabránit a umožňuje tenký film rychle růst.