فريق التقنية · Kintek Solution

يعد الرش بالمغناطيسية تقنية ترسيب الأغشية الرقيقة المستخدمة على نطاق واسع، ويعتمد نجاحها على تحسين العديد من المعلمات الرئيسية.وتشمل هذه المعلمات كثافة الطاقة المستهدفة، وضغط الغاز، ودرجة حرارة الركيزة، ومعدل الترسيب، وقوة المجال المغناطيسي، وتردد البلازما.بالإضافة إلى ذلك، يلعب اختيار نظام توصيل الطاقة (التيار المستمر أو الترددات اللاسلكية أو التيار المستمر النبضي) دورًا حاسمًا في تحقيق خصائص الفيلم المطلوبة.وتؤثر كل معلمة على توليد البلازما وكفاءة الاخرق وجودة الأفلام المودعة.يعد فهم هذه المعلمات والتحكم فيها أمرًا ضروريًا لتكييف العملية مع تطبيقات محددة، مثل الإلكترونيات أو البصريات أو الطلاءات.

شرح النقاط الرئيسية:

1. كثافة القدرة المستهدفة

   • تشير كثافة طاقة الهدف إلى مقدار الطاقة المطبقة لكل وحدة مساحة من المادة المستهدفة.
   • تزيد كثافة الطاقة العالية من معدل الاخرق مما يؤدي إلى ترسيب أسرع.
   • ومع ذلك، يمكن أن تتسبب الطاقة المفرطة في ارتفاع درجة حرارة الهدف، مما يؤدي إلى حدوث عيوب في الفيلم المترسب.
   • تعتمد كثافة الطاقة المثلى على المادة المستهدفة وخصائص الفيلم المطلوبة.

2. ضغط الغاز

   • يؤثر ضغط الغاز، الذي يستخدم عادةً الأرجون كغاز رشّ الغاز، على عملية الرش وجودة الفيلم.
   • ويؤدي الضغط المنخفض إلى تصادمات أقل بين أيونات الغاز والذرات المستهدفة، مما يؤدي إلى ترسيب طاقة أعلى وأفلام أكثر كثافة.
   • وتزيد الضغوط الأعلى من عدد التصادمات، مما قد يقلل من كثافة الفيلم ولكن يحسّن من التناسق.
   • يوازن ضغط الغاز المثالي بين جودة الفيلم ومعدل الترسيب.

3. درجة حرارة الركيزة

   • تؤثر درجة حرارة الركيزة على حركة الذرات المترسبة على سطح الركيزة.
   • وتؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى تعزيز الحركة الذرية، مما يؤدي إلى تبلور أفضل للفيلم والتصاقه.
   • ومع ذلك، يمكن أن تسبب درجات الحرارة المفرطة إجهادًا حراريًا أو تفاعلات كيميائية غير مرغوب فيها.
   • تعتمد درجة الحرارة المثلى على مادة الركيزة وهيكل الفيلم المطلوب.

4. معدل الترسيب

   • معدل الترسيب هو السرعة التي يتم بها ترسيب الطبقة الرقيقة على الركيزة.
   • ويتأثر بعوامل مثل كثافة الطاقة المستهدفة وضغط الغاز وقوة المجال المغناطيسي.
   • ومن المستحسن تحقيق معدل ترسيب أعلى للإنتاجية ولكن يجب أن يكون متوازنًا مع جودة الفيلم.
   • تضمن مراقبة معدل الترسيب والتحكم في معدل الترسيب اتساق سُمك الفيلم وخصائصه.

5. قوة المجال المغناطيسي

   • تحصر شدة المجال المغناطيسي، عادة في نطاق 100 إلى 1000 غاوس (0.01 إلى 0.1 تسلا)، البلازما بالقرب من سطح الهدف.
   • ويزيد هذا الحصر من تأين غاز الاخرق مما يعزز كفاءة الاخرق.
   • يمكن حساب المجال المغناطيسي باستخدام المعادلة:
     [
     B = \frac{ \mu_0}{4\pi} \times \frac{M \times N}{r \times t}
   • ]

6. حيث (\mu_0) هو نفاذية الفضاء الحر، و(M) هو العزم المغناطيسي، و(N) هو عدد اللفات و(r) هو المسافة، و(t) هو السُمك.

   • تضمن قوة المجال المغناطيسي المناسبة استقرار البلازما وترسيب غشاء موحد.
   • تردد البلازما
     يصف تردّد البلازما تردّد تذبذب الإلكترونات في البلازما ويكون عادةً في نطاق الميجاهرتز.
     ويمكن حسابه باستخدام المعادلة:
   • [
   • f_p = \frac{1}{2\pi} \sqrt{ \frac{ne e e^2}{\epsilon_0 m_e}}

7. ]

   • حيث (n_e) هي كثافة الإلكترونات، و(e) هي شحنة الإلكترون، و(\epsilon_0) هي سماحية الفضاء الحر، و(m_e) هي كتلة الإلكترون.
   • ويؤثر تردد البلازما على نقل الطاقة وكفاءة التأين في عملية الاخرق. ويساعد فهم تردد البلازما على تحسين إمدادات الطاقة وظروف البلازما.
   • أنظمة توصيل الطاقة يؤثر اختيار نظام توصيل الطاقة (التيار المستمر أو الترددات اللاسلكية أو التيار المستمر النبضي) بشكل كبير على عملية الاخرق.
   • الاخرق المغنطروني بالتيار المستمر:مناسب للأهداف الموصلة، مما يوفر معدلات ترسيب عالية.
   • الاخرق المغنطروني بالترددات اللاسلكية

8. :يستخدم للأهداف العازلة، مما يتيح تحكماً أفضل في خصائص الفيلم.

   • الرش بالتيار المستمر النبضي
   • :يقلل من الانحناء ويحسن من جودة الفيلم، خاصةً في حالة الاخرق التفاعلي.
   • يعتمد اختيار النظام المناسب على المادة المستهدفة ومتطلبات التطبيق.

9. خصائص التفريغ ومعلمات البلازما

   • تؤثر خصائص التفريغ، مثل تسخين الإلكترون وتكوين الإلكترونات الثانوية، على استقرار البلازما.
     • وتؤثر بارامترات البلازما، بما في ذلك كثافة الجسيمات وتوزيعات الطاقة الأيونية، على كفاءة الرش وخصائص الفيلم. وتضمن مراقبة هذه المعلمات ترسيب غشاء متناسق وعالي الجودة.
     • مكونات النظام تشمل المكونات الرئيسية لنظام الاخرق المغنطروني ما يلي:
     • حامل الركيزة:تثبت الركيزة في مكانها أثناء الترسيب.
     • حجرة قفل التحميل:يمنع التلوث عن طريق عزل الركيزة أثناء النقل.
     • حجرة الترسيب:يضم عملية الاخرق
     • مسدس الاخرق:يحتوي على المادة المستهدفة ويولد البلازما.
   • المغناطيسات

:إنشاء المجال المغناطيسي لحصر البلازما.

غاز الأرجون

:يستخدم غاز الاخرق لتأيين وخرق المادة المستهدفة.	وتُعد الصيانة والمحاذاة المناسبة لهذه المكونات أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق الأداء الأمثل.	ومن خلال التحكم بعناية في هذه المعلمات وتحسينها، يمكن أن ينتج الرش المغنطروني المغنطروني أغشية رقيقة عالية الجودة بخصائص مصممة خصيصًا لمختلف التطبيقات.يعد فهم التفاعل بين هذه العوامل أمرًا ضروريًا لتحقيق نتائج متسقة وموثوقة.
جدول ملخص:	المعلمة	الوصف
التأثير على الاخرق	كثافة الطاقة المستهدفة	الطاقة المطبقة لكل وحدة مساحة من المادة المستهدفة.
تزيد الطاقة الأعلى من معدل الاخرق؛ يمكن أن تتسبب الطاقة المفرطة في حدوث عيوب.	ضغط الغاز	ضغط غاز الأرجون في الحجرة.
يؤدي انخفاض الضغط إلى أغشية أكثر كثافة؛ بينما يؤدي ارتفاع الضغط إلى تحسين التوحيد.	درجة حرارة الركيزة	درجة حرارة الركيزة أثناء الترسيب.
تعمل درجات الحرارة المرتفعة على تحسين التبلور والالتصاق؛ يمكن أن تسبب الحرارة المفرطة الإجهاد.	معدل الترسيب	سرعة ترسيب الغشاء الرقيق على الركيزة.
تعمل المعدلات الأعلى على تحسين الإنتاجية ولكن يجب أن تتوازن مع جودة الفيلم.	قوة المجال المغناطيسي	قوة المجال المغناطيسي (100-1000 غاوس).
يحصر البلازما، مما يعزز كفاءة الاخرق والتوحيد.	تردد البلازما	تردّد تذبذب الإلكترونات في البلازما (نطاق ميغاهيرتز).

يؤثر على نقل الطاقة وكفاءة التأين. نظام توصيل الطاقة اختيار توصيل طاقة التيار المستمر أو الترددات اللاسلكية أو التيار المستمر النبضي.