ลักษณะและการใช้งานของการเคลือบแบบสปัตเตอร์ปฏิกิริยา

ในกระบวนการเคลือบแบบสปัตเตอร์ริ่งนั้น สารประกอบต่างๆ สามารถใช้เป็นเป้าหมายในการเตรียมฟิล์มที่สังเคราะห์ทางเคมีได้ อย่างไรก็ตาม องค์ประกอบของฟิล์มที่เกิดขึ้นหลังจากการสปัตเตอร์ริ่งวัสดุเป้าหมายมักจะเบี่ยงเบนไปจากองค์ประกอบดั้งเดิมของวัสดุเป้าหมายอย่างมาก และด้วยเหตุนี้จึงไม่ตรงตามข้อกำหนดของการออกแบบดั้งเดิม หากใช้โลหะบริสุทธิ์เป็นเป้าหมาย จะต้องผสมก๊าซที่ต้องการ (เช่น ออกซิเจนเมื่อเตรียมฟิล์มออกไซด์) ลงในก๊าซทำงาน (ก๊าซปล่อยประจุ) อย่างตั้งใจ เพื่อให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีกับวัสดุเป้าหมายและสร้างฟิล์มบางที่สามารถควบคุมได้ในแง่ขององค์ประกอบและคุณลักษณะ วิธีนี้มักเรียกว่า "การสปัตเตอร์ริ่งแบบปฏิกิริยา"

ดังที่กล่าวมาแล้ว การสปัตเตอริงด้วยคลื่นความถี่วิทยุ (RF sputtering) สามารถใช้ในการสร้างฟิล์มไดอิเล็กทริกและฟิล์มสารประกอบต่างๆ ได้ อย่างไรก็ตาม เพื่อให้ได้ฟิล์มที่ "บริสุทธิ์" จำเป็นต้องมีเป้าหมายที่ "บริสุทธิ์" ซึ่งก็คือผงออกไซด์ ไนไตรด์ คาร์ไบด์ หรือสารประกอบอื่นๆ ที่มีความบริสุทธิ์สูง การแปรรูปผงเหล่านี้ให้เป็นเป้าหมายที่มีรูปร่างตามต้องการนั้น จำเป็นต้องเติมสารเติมแต่งที่จำเป็นสำหรับการขึ้นรูปหรือการเผาผนึก ซึ่งส่งผลให้ความบริสุทธิ์ของเป้าหมายและฟิล์มที่ได้ลดลงอย่างมาก แต่ในการสปัตเตอริงแบบปฏิกิริยา (reactive sputtering) เนื่องจากสามารถใช้โลหะและก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูงได้ จึงมีสภาวะที่เอื้ออำนวยต่อการเตรียมฟิล์มที่มีความบริสุทธิ์สูง การสปัตเตอริงแบบปฏิกิริยาได้รับความสนใจเพิ่มมากขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา และได้กลายเป็นวิธีการหลักในการสร้างฟิล์มบางๆ ของสารประกอบเชิงฟังก์ชันต่างๆ มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในการผลิตสารประกอบ IV, I และ IV-V สารกึ่งตัวนำทนความร้อน และออกไซด์หลากหลายชนิด เช่น การใช้ซิลิคอนผลึกหลายเหลี่ยมและส่วนผสมของก๊าซ CH₄/Ar ในการตกตะกอนฟิล์มบาง SiC การใช้เป้าหมาย Ti และ N/Ar ในการเตรียมฟิล์มแข็ง TiN การใช้ Ta และ O/Ar ในการเตรียม TaO ฟิล์มบางไดอิเล็กทริก การใช้ Fe และ O/Ar ในการเตรียม α-FezO ฟิล์มบันทึก α-FezO ฟิล์มเพียโซอิเล็กทริก AIN กับ A₁ และ N/Ar ฟิล์มดูดซับแบบเลือก α-CO กับ A₁ และ CO/Ar และฟิล์มตัวนำยิ่งยวด YBaCuO กับ YBaCuO และ O/Ar เป็นต้น

–บทความนี้เผยแพร่โดยผู้ผลิตเครื่องเคลือบสุญญากาศกว่างตงเจิ้นหัว