Beim reaktiven Sputtern handelt es sich um ein Verfahren, bei dem eine chemische Reaktion zwischen Atomen, die aus einem Metalltarget gesputtert werden, und reaktiven Gasmolekülen, die aus einem Entladungsgas auf das Substrat diffundieren, stattfindet.
Bei dieser Reaktion entstehen zusammengesetzte dünne Schichten, die als Beschichtungsmaterial auf dem Substrat dienen.
5 Schlüsselpunkte werden erklärt
1. Einführung von nicht inertem Gas
Beim reaktiven Sputtern wird ein nicht inertes Gas, z. B. Sauerstoff oder Stickstoff, zusammen mit einem elementaren Targetmaterial, wie z. B. Silizium, in die Sputterkammer eingeleitet.
2. Chemische Reaktion auf dem Substrat
Wenn die Metallmoleküle aus dem Target die Substratoberfläche erreichen, reagieren sie mit den reaktiven Gasmolekülen und bilden eine neue Verbindung.
Diese Verbindung wird dann als dünner Film auf dem Substrat abgeschieden.
3. Bildung von Hartschichten
Die im Verfahren verwendeten reaktiven Gase, wie Stickstoff oder Sauerstoff, reagieren chemisch mit den Metallmolekülen auf der Substratoberfläche, was zur Bildung einer harten Schicht führt.
4. Kombination von Sputtern und CVD
Das reaktive Sputtering-Verfahren kombiniert die Prinzipien des herkömmlichen Sputterns und der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD).
Dabei wird eine große Menge reaktives Gas für das Schichtwachstum verwendet, wobei das überschüssige Gas abgepumpt wird.
5. Kontrolle der Schichtzusammensetzung
Die Zusammensetzung des Films kann durch die Einstellung des relativen Drucks der Inert- und Reaktivgase gesteuert werden.
Die Stöchiometrie des Films ist ein wichtiger Parameter für die Optimierung der funktionellen Eigenschaften, wie z. B. die Spannung in SiNx und der Brechungsindex von SiOx.
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