反応性スパッタリングは、基板上に薄膜を成膜するために使用されるプラズマスパッタリングの特殊な形態で、ターゲット材料からスパッタリングされた粒子が反応性ガスと化学反応を起こし、基板上に化合物膜を形成する。このプロセスは、従来のスパッタリング法では一般的に成膜が遅い化合物からの成膜に特に有用である。
詳しい説明
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プロセスの概要
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反応性スパッタリングでは、酸素や窒素などの反応性ガスを含む真空チャンバー内でターゲット材料（通常はアルミニウムや金などの金属）をスパッタリングする。スパッタされた粒子はこのガスと反応して化合物を形成し、基板上に蒸着される。これは、ターゲット材料が純粋な元素として堆積する従来のスパッタリングとは異なる。化学反応：
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化学反応は、ターゲットの金属粒子がチャンバー内の反応性ガスと相互作用することで起こる。例えば、酸素を使用した場合、金属粒子は基板に到達すると金属酸化物を形成する。この反応は化合物膜の形成に極めて重要であり、チャンバー内の不活性ガスと反応性ガスの分圧によって制御される。
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反応性ガスの影響
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反応性ガスの導入は成膜プロセスに大きく影響し、多くの場合、パラメーターの制御がより複雑になる。この複雑さは、反応速度と成膜速度のバランスをとり、所望の膜組成と特性を達成する必要性から生じる。例えばBerg Modelは、反応性ガスの添加がスパッタリングプロセスに及ぼす影響の理解と予測に役立つ。制御と最適化：
不活性ガスと反応性ガスの相対圧力を変えることで、膜の組成を調整することができます。この調整は、窒化ケイ素（SiNx）の応力や酸化ケイ素（SiOx）の屈折率など、膜の機能特性を最適化するために重要である。このプロセスはしばしばヒステリシスのような挙動を示すため、安定した動作を維持するためにはガス圧力と流量を注意深く制御する必要がある。
利点と応用
