在溅射沉积过程中,主要使用的气体是惰性气体,通常是氩气,因为氩气分子量大,具有高效的动量传递特性。对于较轻的元素,首选氖气,而对于较重的元素,则使用氪气或氙气。当工艺需要形成化合物时,也可以使用氧气或氮气等反应性气体。
氩气作为主溅射气体:
氩气通常用于溅射沉积,因为它是一种惰性气体,不会与目标材料或基底发生化学反应。与氦气或氖气等其他惰性气体相比,氩气的分子量较高,因此能更有效地将动量传递给靶材,从而提高溅射效率。氩离子在电场的加速作用下与目标材料碰撞,使原子或分子喷射出来并沉积到基底上,从而发生动量转移。使用氖、氪和氙:
对于较轻的目标材料,有时使用氖作为溅射气体,因为氖的原子量更接近于较轻元素的原子量,从而优化了动量传递过程。同样,对于较重的目标材料,首选氪气或氙气,因为它们的原子量更接近于这些元素,可确保更高效的溅射。
溅射沉积中的反应气体:
当沉积过程的目标是生成化合物而非纯元素时,会将氧气或氮气等反应性气体引入腔室。这些气体与目标表面、飞行中或基底上的溅射原子发生化学反应,形成所需的化合物。这些反应气体的选择和控制至关重要,因为它们会直接影响沉积薄膜的化学成分和特性。