Wat is reactief sputteren?

Reactief sputtering is een variatie van het plasma -sputterproces dat wordt gebruikt om een dunne film op een substraatmateriaal af te zetten.In dit proces wordt een doelmateriaal, zoals aluminium of goud, vrijgegeven in een kamer met een atmosfeer gemaakt van een positief geladen reactief gas.Dit gas vormt een chemische binding met het doelmateriaal en wordt afgezet op een substraatmateriaal als een verbinding.

Terwijl normaal plasma -sputtering plaatsvindt in een vacuümkamer die is geworden van een atmosfeer, vindt reactieve sputtering plaats in een vacuümkamer metEen lagedrukatmosfeer bestaande uit een reactief gas.Speciale pompen op de machine verwijderen de normale atmosfeer, die is gemaakt van koolstof, zuurstof en stikstof naast andere sporenelementen, en vullen de kamer met een gas, zoals argon, zuurstof of stikstof.Het reactieve gas in het reactieve sputterproces heeft een positieve lading.

Het doelmateriaal, zoals titanium of aluminium, wordt vervolgens vrijgegeven in de kamer, ook in de vorm van een gas en blootgesteld aan een magnetisch veld met hoge intensiteit.Dit veld verandert het doelmateriaal in een negatief ion.Het negatief geladen doelmateriaal wordt aangetrokken tot het positief geladen reactieve materiaal en de twee elementen binden voordat ze zich op het substraat vestigen.Op deze manier kunnen dunne films worden gemaakt van verbindingen zoals titanium-nitride (tin) of aluminiumoxide (AL2O3).

Reactief sputteren verhoogt de snelheid waarmee een dunne film uit een compound kan worden gemaakt aanzienlijk.Hoewel traditioneel plasma sputteren geschikt is bij het maken van een dunne film uit een enkel element, duren samengestelde films lang om te vormen.Het dwingen van de chemicaliën om te binden als onderdeel van het dunne filmproces helpt de snelheid te versnellen waarmee ze zich op het substraat vestigen.

De druk in de reactieve sputterkamer moet zorgvuldig worden beheerd om de groei van de dunne film te maximaliseren.Bij lage druk duurt de film lang om te vormen.Bij hoge drukken kan het reactieve gas het doeloppervlak "vergiftigen", dat is wanneer het doelmateriaal zijn negatieve lading ontvangt.Dit vermindert niet alleen de groeisnelheid voor de dunne film op het onderstaande substraat, maar verhoogt ook de vergiftigingssnelheid;Hoe minder negatieve deeltjes er zijn, hoe minder chemische bindingen ze kunnen vormen met het positief geladen reactieve gas en dus is het meer reactief gas om het doeloppervlak te vergiftigen.Het monitoren en aanpassen van de druk in het systeem helpt deze vergiftiging te voorkomen en zorgt ervoor dat de dunne film snel groeit.