La pulvérisation réactive est une forme spécialisée de pulvérisation plasma utilisée pour déposer des films minces sur des substrats, où les particules pulvérisées d'un matériau cible subissent une réaction chimique avec un gaz réactif pour former un film composé sur le substrat. Ce procédé est particulièrement utile pour créer des films à partir de composés, qui sont généralement plus lents à se former à l'aide des méthodes traditionnelles de pulvérisation.
Explication détaillée :
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Aperçu du procédé :
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Dans la pulvérisation réactive, le matériau cible (généralement un métal comme l'aluminium ou l'or) est pulvérisé dans une chambre à vide qui contient un gaz réactif, tel que l'oxygène ou l'azote. Les particules pulvérisées réagissent avec ce gaz pour former un composé qui est ensuite déposé sur le substrat. Ce procédé diffère de la pulvérisation conventionnelle où le matériau cible se dépose sous la forme d'un élément pur.Réaction chimique :
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La réaction chimique se produit lorsque les particules métalliques de la cible interagissent avec le gaz réactif dans la chambre. Par exemple, si l'on utilise de l'oxygène, les particules métalliques peuvent former des oxydes métalliques lorsqu'elles atteignent le substrat. Cette réaction est cruciale pour la formation du film composé et est contrôlée par les pressions partielles des gaz inertes et réactifs dans la chambre.
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Influence du gaz réactif :
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L'introduction d'un gaz réactif influence considérablement le processus de dépôt, entraînant souvent un contrôle plus complexe des paramètres. Cette complexité résulte de la nécessité d'équilibrer les vitesses de réaction et les vitesses de dépôt pour obtenir la composition et les propriétés souhaitées du film. Le modèle Berg, par exemple, aide à comprendre et à prévoir les effets de l'ajout d'un gaz réactif sur le processus de pulvérisation.Contrôle et optimisation :
La composition du film peut être ajustée en faisant varier les pressions relatives des gaz inertes et réactifs. Ce réglage est essentiel pour optimiser les propriétés fonctionnelles du film, telles que la tension dans le nitrure de silicium (SiNx) ou l'indice de réfraction dans l'oxyde de silicium (SiOx). Le processus présente souvent un comportement de type hystérésis, ce qui nécessite un contrôle minutieux des pressions et des débits de gaz pour maintenir un fonctionnement stable.
Avantages et applications :
