Lo sputtering reattivo è una tecnica specializzata nel campo della deposizione fisica da vapore (PVD).
Comporta la deposizione di film sottili in cui il materiale target reagisce chimicamente con un gas reattivo per formare un film composto su un substrato.
Questo processo è particolarmente utile per creare film sottili di composti, che in genere sono più difficili da produrre in modo efficiente con i metodi tradizionali di sputtering.
Qual è il principio dello sputtering reattivo? (4 punti chiave spiegati)
1. Panoramica del processo
Nello sputtering reattivo, un materiale target (ad esempio, il silicio) viene spruzzato in una camera contenente un gas reattivo (ad esempio, ossigeno o azoto).
Le particelle polverizzate reagiscono con questo gas per formare composti come ossidi o nitruri, che vengono poi depositati su un substrato.
Questo processo è diverso dallo sputtering standard, in cui si utilizza un gas inerte come l'argon e il materiale target viene depositato senza subire alcuna modifica chimica.
2. Maggiore velocità di deposizione
L'introduzione di un gas reattivo accelera notevolmente la formazione di film sottili composti.
Nello sputtering tradizionale, la formazione di film composti è più lenta perché gli elementi devono legarsi dopo essere stati depositati.
Facilitando questo legame all'interno del processo di sputtering, lo sputtering reattivo accelera la velocità di deposizione, rendendolo più efficiente per la produzione di film composti.
3. Controllo e configurazione
La composizione del film depositato può essere controllata con precisione regolando le pressioni relative dei gas inerti e reattivi.
Questo controllo è fondamentale per ottimizzare le proprietà funzionali del film, come lo stress nel SiNx o l'indice di rifrazione nel SiOx.
I sistemi di sputtering per la deposizione di film sottili possono essere configurati con varie opzioni, tra cui stazioni di preriscaldamento del substrato, capacità di incisione sputter o sorgente ionica per la pulizia in situ e capacità di polarizzazione del substrato, per migliorare la qualità e l'efficienza del processo di deposizione.
4. Sfide e modelli
I processi di sputtering reattivo presentano spesso un comportamento simile all'isteresi, che complica il controllo del processo di deposizione.
La corretta gestione di parametri come la pressione parziale dei gas è essenziale.
Modelli come il Modello di Berg sono stati sviluppati per prevedere e gestire l'impatto dell'aggiunta di gas reattivi al processo di sputtering, aiutando a ottimizzare i tassi di deposizione e la qualità dei film.
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