反应溅射是物理气相沉积(PVD)领域的一种专门技术。
它涉及薄膜的沉积,目标材料与反应气体发生化学反应,在基底上形成化合物薄膜。
这种工艺尤其适用于制作化合物薄膜,而传统的溅射方法通常难以有效制作这种薄膜。
反应溅射的原理是什么?(四个要点说明)
1.工艺概述
在反应溅射中,目标材料(如硅)在含有反应气体(如氧气或氮气)的腔体内被溅射。
溅射出的颗粒与这种气体发生反应,形成氧化物或氮化物等化合物,然后沉积到基底上。
这种工艺有别于标准溅射工艺,后者使用的是氩气等惰性气体,目标材料在沉积过程中不会发生任何化学变化。
2.提高沉积速度
活性气体的引入大大加快了复合薄膜的形成。
在传统溅射法中,化合物薄膜的形成速度较慢,因为元素在沉积后必须结合在一起。
通过在溅射过程中促进这种结合,反应溅射加快了沉积速度,使其更有效地生产化合物薄膜。
3.控制和配置
通过调整惰性气体和反应气体的相对压力,可精确控制沉积薄膜的成分。
这种控制对于优化薄膜的功能特性(如 SiNx 的应力或 SiOx 的折射率)至关重要。
薄膜沉积溅射系统可配置各种选项,包括基片预热站、溅射蚀刻或离子源原位清洁功能以及基片偏压功能,以提高沉积过程的质量和效率。
4.挑战和模型
反应溅射过程通常表现出类似滞后的行为,这使得沉积过程的控制变得复杂。
正确管理气体分压等参数至关重要。
我们开发了 Berg 模型等模型来预测和管理在溅射过程中添加反应气体的影响,从而帮助优化沉积速率和薄膜质量。
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