Τι είναι το αντιδραστικό ψεκασμό;

Η αντιδραστική ψεκασμό είναι μια παραλλαγή της διαδικασίας ψεκασμού στο πλάσμα που χρησιμοποιείται για την κατάθεση ενός λεπτού μεμβράνης σε ένα υλικό υποστρώματος.Σε αυτή τη διαδικασία, ένα υλικό στόχου, όπως το αλουμίνιο ή το χρυσό, απελευθερώνεται σε ένα θάλαμο με ατμόσφαιρα κατασκευασμένη από θετικά φορτισμένο αντιδραστικό αέριο.Αυτό το αέριο σχηματίζει χημικό δεσμό με το υλικό στόχου και εναποτίθεται σε υλικό υποστρώματος ως ένωση. Ενώ η κανονική διάκριση στο πλάσμα λαμβάνει χώρα σε ένα θάλαμο κενού που έχει ακυρωθεί από μια ατμόσφαιρα, η αντιδραστική ψεκασμό λαμβάνει χώρα σε ένα θάλαμο κενού μεμια ατμόσφαιρα χαμηλής πίεσης που αποτελείται από αντιδραστικό αέριο.Οι ειδικές αντλίες στο μηχάνημα αφαιρέσουν την κανονική ατμόσφαιρα, η οποία είναι κατασκευασμένη από άνθρακα, οξυγόνο και άζωτο μεταξύ άλλων ιχνοστοιχείων, και γεμίζει το θάλαμο με αέριο, όπως αργό, οξυγόνο ή άζωτο.Το αντιδραστικό αέριο στη διαδικασία αντιδραστικής ψεκασμού έχει θετικό φορτίο.

Το υλικό στόχου, όπως το τιτάνιο ή το αλουμίνιο, στη συνέχεια απελευθερώνεται στο θάλαμο, επίσης με τη μορφή αερίου, και εκτίθεται σε μαγνητικό πεδίο υψηλής έντασης.Αυτό το πεδίο μετατρέπει το υλικό στόχου σε αρνητικό ιόν.Το αρνητικά φορτισμένο υλικό στόχου προσελκύεται από το θετικά φορτισμένο αντιδραστικό υλικό και τα δύο στοιχεία των στοιχείων πριν εγκατασταθούν στο υπόστρωμα.Με αυτόν τον τρόπο, μπορούν να κατασκευαστούν λεπτές μεμβράνες από ενώσεις όπως το τιτάνιο-νιτριδίδιο (TIN) ή το οξείδιο αλουμινίου (AL2O3).

Η αντιδραστική ψεκασμό αυξάνει σημαντικά τον ρυθμό με τον οποίο μπορεί να κατασκευαστεί ένα λεπτό φιλμ από μια ένωση.Ενώ η παραδοσιακή ψεκασμό πλάσματος είναι κατάλληλη κατά τη δημιουργία ενός λεπτού φιλμ από ένα μόνο στοιχείο, οι σύνθετες μεμβράνες χρειάζονται πολύ χρόνο για να σχηματίσουν.Η εξαναγκασμό των χημικών ουσιών να δεσμεύεται ως μέρος της διαδικασίας λεπτού φιλμ, βοηθά στην ταχύτητα του ρυθμού με τον οποίο εγκαθίστανται στο υπόστρωμα.

Η πίεση μέσα στον αντιδραστικό θάλαμο ψεκασμού πρέπει να διαχειρίζεται προσεκτικά προκειμένου να μεγιστοποιηθεί η ανάπτυξη του λεπτού φιλμ.Σε χαμηλές πιέσεις, η ταινία διαρκεί πολύ χρόνο για να σχηματίσει.Σε υψηλές πιέσεις, το αντιδραστικό αέριο μπορεί να "δηλητηριάσει" την επιφάνεια -στόχο, η οποία είναι όταν το υλικό στόχου λαμβάνει το αρνητικό του φορτίο.Αυτό όχι μόνο μειώνει τον ρυθμό ανάπτυξης για το λεπτό φιλμ στο παρακάτω υπόστρωμα, αλλά αυξάνει επίσης τον ρυθμό δηλητηρίασης.Όσο λιγότερα αρνητικά σωματίδια υπάρχουν, τόσο λιγότεροι χημικοί δεσμοί μπορούν να σχηματίσουν με το θετικά φορτισμένο αντιδραστικό αέριο και έτσι το πιο δραστικό αέριο είναι να δηλητηριάσει την επιφάνεια στόχου.Η παρακολούθηση και η ρύθμιση της πίεσης στο σύστημα βοηθά στην πρόληψη αυτής της δηλητηρίασης και επιτρέπει την γρήγορη ανάπτυξη του λεπτού μεμβράνης.