الاخرق التفاعلي هو تقنية متخصصة ضمن الفئة الأوسع من الاخرق بالبلازما المصممة لترسيب أغشية رقيقة من المواد المركبة على الركيزة. وعلى عكس الرش الرذاذ القياسي، الذي يستخدم غازًا خاملًا لقذف الذرات من المادة المستهدفة مباشرةً على الركيزة، يُدخل الرش التفاعلي غازًا تفاعليًا في غرفة الرش. يتفاعل هذا الغاز التفاعلي كيميائياً مع الذرات المنبثقة من المادة الهدف، مكوناً مركباً جديداً يتم ترسيبه بعد ذلك على الركيزة.
آلية الاخرق التفاعلي:
في الاخرق التفاعلي، توضع المادة المستهدفة، وهي عادةً معدن أو شبه موصل، في حجرة تفريغ. تمتلئ الحجرة بجو منخفض الضغط من غاز تفاعلي، مثل الأكسجين أو النيتروجين، بدلاً من تفريغها بالكامل كما هو الحال في الرش التفاعلي القياسي. يتأين الغاز التفاعلي ويصبح موجب الشحنة. وعندما يتم تطبيق جهد عالٍ، تتصادم أيونات الغاز الموجبة الشحنة مع المادة المستهدفة، مما يتسبب في طرد الذرات من الهدف. ثم تتفاعل هذه الذرات المقذوفة مع الغاز التفاعلي في الحجرة لتكوين مركب يتم ترسيبه بعد ذلك على الركيزة.التفاعلات الكيميائية والتحكم فيها:
يعد التفاعل الكيميائي بين الذرات المنبثقة والغاز التفاعلي أمرًا حاسمًا لتشكيل الفيلم المركب المطلوب. على سبيل المثال، إذا كان السيليكون هو المادة المستهدفة وكان الأكسجين هو الغاز التفاعلي، فإن التفاعل يشكل أكسيد السيليكون، الذي يتم ترسيبه بعد ذلك. ويمكن التحكم في تركيبة وخصائص الفيلم المترسب، مثل قياس التكافؤ والإجهاد ومعامل الانكسار، من خلال ضبط الضغوط النسبية للغازات الخاملة والتفاعلية. وهذا التحكم ضروري لتحسين الخصائص الوظيفية للفيلم الرقيق.
التحديات وبارامترات التحكم:
يتميز الاخرق التفاعلي بسلوك يشبه التباطؤ، مما يجعل من الصعب العثور على ظروف التشغيل المثالية. وتتطلب العملية تحكمًا دقيقًا في العديد من المعلمات، بما في ذلك الضغوط الجزئية للغازات الخاملة والتفاعلية، ومعدلات التدفق، ومعدل تآكل الهدف. تساعد نماذج مثل نموذج بيرج في تقدير تأثير إضافة الغاز التفاعلي وتحسين عملية الترسيب.
التطبيقات وتهيئة النظام:
