反応性スパッタリングは、物理蒸着（PVD）分野の特殊技術である。
ターゲット材料が反応性ガスと化学反応し、基板上に化合物薄膜を形成する薄膜成膜が含まれる。
このプロセスは、一般的に従来のスパッタリング法では効率的な生産が困難な化合物の薄膜形成に特に有効です。
反応性スパッタリングの原理とは？(4つのポイント）
1.プロセスの概要
反応性スパッタリングでは、反応性ガス（酸素や窒素など）を封入したチャンバー内でターゲット材料（シリコンなど）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酸化物や窒化物などの化合物を形成し、基板上に堆積される。
このプロセスは、アルゴンのような不活性ガスが使用され、ターゲット材料が化学変化を受けることなく成膜される標準的なスパッタリングとは異なる。
2.蒸着速度の向上
反応性ガスの導入により、化合物薄膜の形成速度が大幅に向上する。
従来のスパッタリングでは、成膜後に元素を結合させる必要があるため、化合物薄膜の形成は遅くなる。
反応性スパッタリングは、スパッタリングプロセス内でこの結合を促進することで、成膜速度を加速し、化合物薄膜の効率的な製造を可能にする。
3.制御と構成
成膜された膜の組成は、不活性ガスと反応性ガスの相対圧力を調整することで精密に制御することができる。
この制御は、SiNxの応力やSiOxの屈折率など、膜の機能特性を最適化するために極めて重要である。
薄膜蒸着スパッタシステムは、基板の予熱ステーション、in situクリーニングのためのスパッタエッチングまたはイオンソース機能、基板バイアス機能など、さまざまなオプションで構成することができ、蒸着プロセスの品質と効率を高めることができる。
4.課題とモデル
反応性スパッタプロセスはしばしばヒステリシスのような挙動を示し、これが成膜プロセスの制御を複雑にしている。
ガス分圧などのパラメーターを適切に管理することが不可欠である。
Bergモデルのようなモデルは、スパッタリングプロセスへの反応性ガスの添加による影響を予測・管理するために開発され、成膜速度と膜質の最適化に役立っています。
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