反応性スパッタリングとは何ですか？

反応性スパッタリングは、薄膜を基板材料に堆積させるために使用されるプラズマスパッタリングプロセスのバリエーションです。このプロセスでは、アルミニウムや金などのターゲット材料が、正に帯電した反応性ガスで作られた雰囲気のあるチャンバーに放出されます。このガスは、標的材料との化学結合を形成し、化合物として基質材料に堆積します。

通常のプラズマスパッタリングは大気がなくなった真空チャンバーで行われますが、反応性ガスで構成された低圧雰囲気の真空チャンバーで反応性のスパッタリングが行われます。機械上の特別なポンプは、他の微量元素の中で炭素、酸素、窒素で作られた通常の大気を取り除き、アルゴン、酸素、窒素などのガスでチャンバーを満たします。反応性スパッタリングプロセスの反応性ガスは正電荷になります。

チタンやアルミニウムなどのターゲット材料は、gの形でもチャンバーに放出されます。AS、および高強度の磁場にさらされます。このフィールドは、ターゲット材料を負のイオンに変えます。負に帯電した標的材料は、正に帯電した反応性材料に引き付けられ、2つの元素は基板に沈降する前に結合します。このようにして、薄膜は、窒化チタン（スズ）や酸化アルミニウム（Al2O3）などの化合物で作ることができます。

反応性スパッタリングは、薄膜を化合物で作ることができる速度を大幅に増加させます。単一の要素から薄膜を作成するときは、従来のプラズマスパッタリングが適切ですが、複合膜は形成するのに長い時間がかかります。薄膜プロセスの一部として化学物質を強制することは、基板に落ち着く速度を高速化するのに役立ちます。

薄膜の成長を最大化するには、反応性スパッタリングチャンバー内の圧力を慎重に管理する必要があります。低い圧力で、映画形成するのに長い時間がかかります。高い圧力では、反応性ガスはターゲット表面を「毒」することができます。これは、ターゲット材料が負電荷を受け取る場合です。これにより、下の基板上の薄膜の成長速度が低下するだけでなく、中毒速度も増加します。負の粒子が少ないほど、正に帯電した反応性ガスで形成できる化学結合が少なくなり、したがって、標的表面を毒する反応性ガスが増えます。システムの圧力を監視および調整すると、この中毒を防ぐのに役立ち、薄膜が急速に成長することができます。