ترسيب الحزمة الأيونية هو تقنية ترسيب الأغشية الرقيقة التي تنطوي على استخدام مصدر أيوني لترسيب مادة مستهدفة على ركيزة. وتتميز هذه الطريقة باستخدام شعاع أيوني أحادي الطاقة وشديد الموازاة مما يسمح بالتحكم الدقيق في عملية الترسيب، مما يؤدي إلى إنتاج أغشية عالية الجودة وكثيفة.
آلية رش الحزمة الأيونية:
تبدأ العملية بتوليد شعاع أيوني من مصدر أيوني. يتم توجيه هذه الحزمة نحو مادة مستهدفة، والتي يمكن أن تكون معدنًا أو عازلًا. وعندما تصطدم الأيونات في الحزمة بالهدف، فإنها تنقل طاقتها إلى ذرات الهدف. ويكون انتقال الطاقة هذا كافيًا لإزاحة الذرات من سطح الهدف، وهي عملية تعرف باسم الرش. ثم تنتقل الذرات المنبثقة عبر الفراغ وتترسب على الركيزة مكونة طبقة رقيقة.ترابط الطاقة وجودة الفيلم:
ينطوي رش الحزمة الأيونية على مستوى عالٍ من ترابط الطاقة، وهو أعلى بنحو 100 مرة من طرق الطلاء بالتفريغ التقليدية. تضمن هذه الطاقة العالية أن الذرات المودعة لديها طاقة حركية كافية لتكوين رابطة قوية مع الركيزة، مما يؤدي إلى جودة غشاء رقيق والتصاق فائقين.
التوحيد والمرونة:
تنشأ عملية رش الحزمة الأيونية عادةً من سطح مستهدف كبير، مما يساهم في توحيد الفيلم المترسب. وتوفر هذه الطريقة أيضاً مرونة أكبر من حيث التركيب ونوع المادة المستهدفة المستخدمة، مقارنةً بتقنيات الرش الأخرى.التحكم الدقيق:
- أثناء عملية الترسيب، يمكن للمصنعين التحكم بدقة في شعاع الأيونات من خلال تركيزه ومسحه ضوئيًا. ويمكن ضبط معدل الاخرق والطاقة وكثافة التيار بدقة لتحقيق ظروف الترسيب المثلى. ويعد هذا المستوى من التحكم أمرًا بالغ الأهمية للحصول على أفلام ذات خصائص وهياكل محددة.
- إزالة المواد والترسيب:
في رش الحزمة الأيونية، هناك ثلاث نتائج أساسية:
- تتم إزالة المواد من الهدف (الاخرق).يتم دمج الأيونات في المادة المستهدفة، مما قد يؤدي إلى تكوين مركبات كيميائية (الغرس الأيوني).
- تتكثف الأيونات على الركيزة مكونة طبقة (ترسيب الحزمة الأيونية).يجب أن تكون طاقة الأيونات أعلى من عتبة معينة لإزالة المادة. وتنقل الأيونات المندفعة زخمها إلى ذرات الهدف، مما يؤدي إلى سلسلة من التصادمات. تكتسب بعض الذرات المستهدفة زخمًا كافيًا للهروب من السطح، مما يؤدي إلى الاصطرام.
مزايا الرش بالأشعة الأيونية:
الاستقرار الجيد:
