El sputtering reactivo es una forma especializada de sputtering por plasma utilizada para depositar películas finas sobre sustratos, en la que las partículas sputtered de un material objetivo sufren una reacción química con un gas reactivo para formar una película compuesta sobre el sustrato. Este proceso es especialmente útil para crear películas a partir de compuestos, cuya formación suele ser más lenta con los métodos tradicionales de pulverización catódica.
Explicación detallada:
-
Descripción general del proceso:
-
En el sputtering reactivo, el material objetivo (normalmente un metal como el aluminio o el oro) se somete a sputtering en una cámara de vacío que contiene un gas reactivo, como oxígeno o nitrógeno. Las partículas pulverizadas reaccionan con este gas para formar un compuesto que se deposita sobre el sustrato. Esto difiere del sputtering convencional, en el que el material objetivo se deposita como un elemento puro.Reacción química:
-
La reacción química se produce cuando las partículas metálicas del blanco interactúan con el gas reactivo de la cámara. Por ejemplo, si se utiliza oxígeno, las partículas metálicas pueden formar óxidos metálicos al llegar al sustrato. Esta reacción es crucial para la formación de la película compuesta y está controlada por las presiones parciales de los gases inerte y reactivo en la cámara.
-
Influencia del gas reactivo:
-
La introducción de un gas reactivo influye significativamente en el proceso de deposición, lo que a menudo conduce a un control más complejo de los parámetros. Esta complejidad surge de la necesidad de equilibrar las velocidades de reacción y de deposición para conseguir la composición y las propiedades deseadas de la película. El modelo Berg, por ejemplo, ayuda a comprender y predecir los efectos de la adición de gas reactivo en el proceso de sputtering.Control y optimización:
La composición de la película puede ajustarse variando las presiones relativas de los gases inerte y reactivo. Este ajuste es fundamental para optimizar las propiedades funcionales de la película, como la tensión en el nitruro de silicio (SiNx) o el índice de refracción en el óxido de silicio (SiOx). El proceso suele mostrar un comportamiento similar a la histéresis, lo que requiere un control cuidadoso de las presiones y caudales de gas para mantener un funcionamiento estable.
Ventajas y aplicaciones:
