الاخرق التفاعلي هو شكل متخصص من أشكال الاخرق بالبلازما يستخدم لترسيب الأغشية الرقيقة على الركائز، حيث تخضع الجسيمات المنبثقة من المادة المستهدفة لتفاعل كيميائي مع غاز تفاعلي لتشكيل طبقة مركبة على الركيزة. هذه العملية مفيدة بشكل خاص لإنشاء أغشية من المركبات، والتي عادةً ما تكون أبطأ في التكوين باستخدام طرق الرش التقليدية.
الشرح التفصيلي:
-
نظرة عامة على العملية:
-
في الرش بالرش التفاعلي، يتم رش المادة المستهدفة (عادةً ما تكون معدن مثل الألومنيوم أو الذهب) في غرفة تفريغ تحتوي على غاز تفاعلي، مثل الأكسجين أو النيتروجين. تتفاعل الجسيمات المنبثقة مع هذا الغاز لتكوين مركب يتم ترسيبه بعد ذلك على الركيزة. وهذا يختلف عن الاخرق التقليدي حيث تترسب المادة المستهدفة كعنصر نقي.التفاعل الكيميائي:
-
يحدث التفاعل الكيميائي عندما تتفاعل الجسيمات المعدنية من الهدف مع الغاز التفاعلي في الغرفة. على سبيل المثال، إذا تم استخدام الأكسجين، فقد تشكل الجسيمات المعدنية أكاسيد معدنية عند وصولها إلى الركيزة. هذا التفاعل حاسم لتشكيل الفيلم المركب ويتم التحكم فيه بالضغوط الجزئية للغازات الخاملة والتفاعلية في الغرفة.
-
تأثير الغاز التفاعلي:
-
يؤثر إدخال الغاز التفاعلي بشكل كبير على عملية الترسيب، وغالبًا ما يؤدي إلى تحكم أكثر تعقيدًا في المعلمات. وينشأ هذا التعقيد من الحاجة إلى تحقيق التوازن بين معدلات التفاعل ومعدلات الترسيب لتحقيق التركيب والخصائص المرغوبة للفيلم. ويساعد نموذج Berg، على سبيل المثال، في فهم وتوقع تأثيرات إضافة الغاز التفاعلي على عملية الترسيب.التحكم والتحسين:
يمكن ضبط تركيبة الفيلم عن طريق تغيير الضغوط النسبية للغازات الخاملة والتفاعلية. ويعد هذا التعديل أمرًا بالغ الأهمية لتحسين الخصائص الوظيفية للفيلم، مثل الضغط في نيتريد السيليكون (SiNx) أو مؤشر الانكسار في أكسيد السيليكون (SiOx). وغالبًا ما تُظهر العملية سلوكًا يشبه التباطؤ، مما يتطلب تحكمًا دقيقًا في ضغوط الغاز ومعدلات التدفق للحفاظ على استقرار التشغيل.
المزايا والتطبيقات:
