Reaktif Püskürtme Nedir?

Reaktif püskürtme, ince bir filmi bir substrat malzemesinin üzerine koymak için kullanılan plazma püskürtme işleminin bir çeşididir. Bu işlemde, alüminyum veya altın gibi bir hedef malzeme, pozitif yüklü bir reaktif gazdan yapılmış bir atmosferi olan bir odaya salınır. Bu gaz, hedef malzeme ile kimyasal bir bağ oluşturur ve bir substrat malzeme üzerinde bir bileşik olarak biriktirilir.

Normal plazma püskürtme işlemi, bir atmosferden boşalan bir vakum odasında gerçekleşirken, reaktif püskürtme, reaktif bir gazdan oluşan düşük basınçlı bir atmosfere sahip bir vakum odasında gerçekleştirilir. Makine üzerindeki özel pompalar, diğer iz elementler arasında karbon, oksijen ve azottan oluşan normal atmosferi temizler ve odayı argon, oksijen veya azot gibi bir gazla doldurun. Reaktif püskürtme işlemindeki reaktif gaz pozitif bir yüke sahiptir.

Titanyum veya alüminyum gibi hedef malzeme daha sonra da gaz halinde hazneye salınır ve yüksek yoğunluklu bir manyetik alana maruz bırakılır. Bu alan hedef materyali negatif bir iyona dönüştürür. Negatif yüklü hedef materyal, pozitif yüklü reaktif materyale çekilir ve iki element, alt tabakaya yerleştirilmeden önce bağlanır. Bu şekilde, ince filmler Titanyum-Nitrür (TiN) veya Alüminyum Oksit (Al203) gibi bileşiklerden yapılabilir.

Reaktif püskürtme, ince bir filmin bir bileşikten yapılma oranını büyük ölçüde arttırır. Geleneksel plazma püskürtme tek bir elemandan ince bir film oluştururken uygun olsa da, bileşik filmlerin oluşturulması uzun zaman alır. Kimyasalları ince film işleminin bir parçası olarak yapışmaya zorlamak, alt tabakaya yerleşme hızını artırmaya yardımcı olur.

İnce filmin büyümesini en üst düzeye çıkarmak için reaktif püskürtme odasının içindeki basınç dikkatli bir şekilde yönetilmelidir. Düşük basınçlarda, filmin oluşması uzun zaman alır. Yüksek basınçlarda, reaktif gaz, hedef malzemenin negatif yükünü aldığı zaman, hedef yüzeyi “zehirleyebilir”. Bu, sadece alt tabakadaki ince film için büyüme oranını düşürmekle kalmaz, aynı zamanda zehirlenme oranını da arttırır; Negatif partiküller ne kadar az olursa, pozitif yüklü reaktif gaz ile oluşturdukları kimyasal bağlar o kadar az olur ve bu nedenle, hedef yüzeyini zehirlemek için o kadar reaktif gaz bulunur. Sistemdeki basıncı izlemek ve ayarlamak bu zehirlenmeyi önlemeye yardımcı olur ve ince filmin hızla büyümesini sağlar.