Vad är reaktivt sputtering?

Reaktiv sputtering är en variation av plasmasputteringsprocessen som används för att avsätta en tunn film på ett substratmaterial.I denna process frigörs ett målmaterial, såsom aluminium eller guld, i en kammare med en atmosfär gjord av en positivt laddad reaktiv gas.Denna gas bildar en kemisk bindning med målmaterialet och avsätts på ett substratmaterial som en förening.

Medan normal plasmakammare sker i en vakuumkammare som har upphävts av en atmosfär, sker reaktiv sputtering i en vakuumkammare medEn lågtrycksatmosfär som består av en reaktiv gas.Specialpumpar på maskinen tar bort den normala atmosfären, som är gjord av kol, syre och kväve bland andra spårelement och fyll kammaren med en gas, såsom argon, syre eller kväve.Den reaktiva gasen i den reaktiva sputteringsprocessen har en positiv laddning.

Målmaterialet, såsom titan eller aluminium, släpps sedan ut i kammaren, även i form av en gas och utsätts för ett magnetfält med hög intensitet.Detta fält förvandlar målmaterialet till en negativ jon.Det negativt laddade målmaterialet lockas till det positivt laddade reaktiva materialet, och de två elementen binds innan de sätter sig på underlaget.På detta sätt kan tunna filmer vara gjorda av föreningar såsom titan-nitrid (tenn) eller aluminiumoxid (Al2O3).

Reaktiv sputtering ökar kraftigt hastigheten med vilken en tunn film kan göras av en förening.Medan traditionell plasmasputtering är lämplig när man skapar en tunn film av ett enda element, tar sammansatta filmer lång tid att bilda.Att tvinga kemikalierna att binda som en del av den tunna filmprocessen hjälper till att snabba hastigheten med vilken de sätter sig på underlaget.

Trycket inuti den reaktiva sputteringskammaren måste hanteras noggrant för att maximera tillväxten av den tunna filmen.Vid låga tryck tar filmen lång tid att bilda.Vid högt tryck kan den reaktiva gasen "förgifta" målytan, vilket är när målmaterialet får sin negativa laddning.Detta minskar inte bara tillväxttakten för den tunna filmen på underlaget nedan, utan ökar också förgiftningshastigheten;Ju färre negativa partiklar finns, desto färre kemiska bindningar kan de bildas med den positivt laddade reaktiva gasen och därmed, desto mer reaktiv gas är det att förgifta målytan.Övervakning och justering av trycket i systemet hjälper till att förhindra denna förgiftning och gör att den tunna filmen kan växa snabbt.