反応性スパッタリングとは？
反応性スパッタリングは、化学量論と構造を制御した薄膜を成膜する物理蒸着（PVD）分野の特殊技術である。不活性ガス環境下で純粋なターゲット材料をスパッタリングする標準的なスパッタリングとは異なり、反応性スパッタリングでは、スパッタリングチャンバー内に反応性ガスを導入し、元のターゲット材料には存在しない化合物の形成を可能にします。
詳細説明
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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、通常純元素または金属であるターゲット材料に、通常アルゴンなどの不活性ガスから生成されるプラズマからのイオンを浴びせる。このボンバードメントにより、ターゲットから原子が周囲の環境に放出（スパッタリング）される。標準的なスパッタリングとの大きな違いは、酸素や窒素などの反応性ガスをチャンバー内に導入することである。この反応性ガスはスパッタされたターゲット原子と化学反応し、基板上に酸化物や窒化物のような新しい化合物を形成する。化学反応：
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スパッタされた原子と反応性ガスとの化学反応は極めて重要である。例えば、シリコンがターゲットで酸素が反応性ガスの場合、反応によって基板上に酸化シリコンが形成される。このプロセスにより、ターゲットに本来存在しない物質を成膜できるようになり、スパッタリングで成膜できる物質の範囲が広がる。
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制御と課題
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蒸着膜の組成を制御することは非常に重要であり、不活性ガスと反応性ガスの分圧を調整することで達成できる。しかし、このプロセスは、化学反応が関与するため、標準的なスパッタリングよりも複雑であり、ヒステリシスのような挙動を引き起こす可能性がある。このため、所望の膜特性を得るためには、ガス圧力や流量などのパラメーターを注意深く監視し、調整する必要がある。Berg Modelのようなモデルは、これらの変数がスパッタリングプロセスに与える影響を理解し予測するのに役立ちます。用途と利点：
反応性スパッタリングは、窒化ケイ素膜の応力や酸化ケイ素膜の屈折率など、特定の機能特性を持つ膜の成膜に特に有用である。成膜された膜の化学量論を精密に制御できるため、反応性スパッタリングは、エレクトロニクス、光学、耐摩耗性コーティングなど、さまざまな産業で貴重な技術となっている。
装置とバリエーション：
