الترسيب الاخرق هو عملية ترسيب فيزيائي للبخار (PVD) حيث يتم قذف الذرات من مادة مستهدفة صلبة إلى المرحلة الغازية بسبب القصف بالأيونات النشطة. تُستخدم هذه العملية على نطاق واسع في ترسيب الأغشية الرقيقة وفي التقنيات التحليلية.
ملخص العملية:
ينطوي الاخرق على استخدام غرفة تفريغ مملوءة بغاز خامل، وعادةً ما يكون الأرجون. توضع المادة المستهدفة، التي سيتم ترسيبها كغشاء رقيق على الركيزة، داخل هذه الغرفة ويتم شحنها سلبياً لتعمل كقطب سالب. وتؤدي هذه الشحنة إلى تدفق الإلكترونات الحرة التي تتصادم مع ذرات الغاز، مما يؤدي إلى تأينها. ويتم تسريع ذرات الغاز المتأينة هذه، التي أصبحت الآن موجبة الشحنة، نحو المادة المستهدفة لتصطدم بها بطاقة كافية لقذف الذرات من سطح الهدف. بعد ذلك تنتقل هذه الذرات المقذوفة عبر الحجرة وتترسب على الركيزة مكونة طبقة رقيقة.
-
شرح مفصل:إعداد غرفة التفريغ:
-
تبدأ العملية بوضع الركيزة، التي تتطلب الطلاء، داخل حجرة تفريغ الهواء. ثم يتم ملء هذه الغرفة بغاز خامل، عادةً ما يكون الأرجون، الذي لا يتفاعل مع المواد المشاركة في العملية.تأيين الغاز:
-
تكون المادة المستهدفة سالبة الشحنة، مما يحولها إلى كاثود. تتسبب هذه الشحنة السالبة في تدفق الإلكترونات الحرة من المهبط. تتصادم هذه الإلكترونات الحرة مع ذرات غاز الأرجون، مما يؤدي إلى طرد الإلكترونات من ذرات الغاز وبالتالي تأينها.آلية الاخرق:
-
تنجذب ذرات الغاز المتأينة التي أصبحت الآن موجبة الشحنة نحو الهدف سالب الشحنة (المهبط) وتتسارع بواسطة المجال الكهربي. عندما تصطدم هذه الأيونات عالية الطاقة بالهدف، فإنها تزيح الذرات أو الجزيئات من سطح الهدف. تُعرف هذه العملية باسم الاخرق.ترسيب الغشاء الرقيق:
-
تشكل ذرات المادة الهدف المقذوفة تيار بخار ينتقل عبر الحجرة ويرسب على الركيزة. يحدث هذا الترسيب على المستوى الذري، مما يؤدي إلى تكوين طبقة رقيقة على الركيزة.أنواع أنظمة الاخرق:
-
هناك عدة أنواع من أنظمة الرش بالمغناطيسية، بما في ذلك الرش بالحزمة الأيونية والرش بالديود والرش بالديود والرش بالمغناطيسية. يختلف كل نوع عن الآخر في كيفية توليد الأيونات وتوجيهها نحو الهدف، ولكن تظل آلية الاخرق الأساسية واحدة.الرش المغنطروني المغنطروني:
في الرش المغنطروني المغنطروني، يتم تطبيق جهد عالي عبر غاز منخفض الضغط لتوليد بلازما عالية الطاقة. تبعث هذه البلازما تفريغًا متوهجًا يتكون من إلكترونات وأيونات الغاز، مما يعزز عملية الاخرق عن طريق زيادة معدل تأين الغاز.المراجعة والتصحيح:
