От реактивно пръскане до хибридни процеси - Institut de Chimie de Clermont-Ferrand

Реактивното пръскане включва пръскане на мишена, съставена от елемент, който искате да депозирате в атмосфера, съдържаща поне един реактивен газ. Чрез контролиране на скоростта на потока на реактивния газ, който ще реагира с нарастващия филм, е възможно по този начин да се контролира фино състава на наслоения тънък слой. Тази техника се използва доста често за депозиране на оксиди (реактивен газ: O2 или H2O) или нитриди (реактивен газ: N2). Този реактивен газ обаче може да реагира и с разпрашената цел и да модифицира повърхността си. Това е феноменът на отравяне на целта, който причинява силно изменение на действието на процеса. Това явление може да се визуализира чрез наличието на хистерезис върху редица технологични параметри (Фигура по-долу).

процеси

2-газово реактивно пръскане: Ar/O2/N2 смес за отлагане на оксинитриди

В групата MATEP сме разработили опит в отлагането на тънки слоеве оксинитриди чрез използване на реактивно пръскане с два реактивни газа. Например отлаганията на танталов оксинитрид се получават от танталова мишена в газова смес Ar/O2/N2.

(вляво) Принцип на пръскане с два реактивни газа (вдясно) картографиране на процеса в случай на пръскане с тантал в смес Ar/O2/N2 (при фиксиран дебит на Ar).

Следвайки различни параметри на процеса (по-специално чрез оптична емисионна спектроскопия), ние можем да изготвим процесни карти, показващи режима на процеса (елементарен режим на пръскане, преход, режим на пулверизиране на оксидно или нитридно съединение и др.) В зависимост от дебита на кислорода и инжектиран азот. След това тези различни режими са пряко свързани с контрола на елементарния състав на оксинитридите. Тези експериментални резултати също се сравняват и разбират по-добре благодарение на моделирането на процеса по модел на Берг.

Публикации по тази тема:

Контролирайте състава на филми от танталов оксинитрид чрез разпрашаване на танталова мишена в Ar/O2/N2 радиочестотни магнетронни плазми.
A. Bousquet, F. Zoubian, J. Cellier, T. Sauvage, E. Tomasella, Plasma Processes and Polymers 10 (11) (2013) 990-998.

Анализ на оптична емисионна спектроскопия на плазма Ar/N2 в реактивно разпръскване на магнетрони
A. Bousquet, L. Spinelle, J. Cellier, E. Tomasella - Плазмени процеси и полимери 6 (S1) (2009) p605-609.

Контрол на състава на силициевите оксинитриди чрез импулсно инжектиране на реактивен газ

Съвсем наскоро, като част от действие на LABEX IMOBs 3, работихме върху отлагането на силициев оксинитрид чрез разпрашаване в атмосфера с два реактивни газа, използвайки техниката на импулсно инжектиране на един от реактивните газове (RGPP = Реактивен газови импулсен процес) . По този повод изследвахме кинетиката на феномена на отравяне с цел, благодарение на измерванията на OES, разрешени във времето, което ни позволи да контролираме състава на филмите SixOyNz чрез приложените параметри на импулса.