إن الرش المغنطروني بالتيار المباشر (DC) هو تقنية ترسيب بخار فيزيائي (PVD) تستخدم مصدر طاقة تيار مباشر لتوليد بلازما في بيئة غازية منخفضة الضغط. وتُستخدم هذه البلازما لقصف مادة مستهدفة، مما يؤدي إلى قذف الذرات وترسيبها لاحقًا على الركيزة. وتتميز هذه العملية بمعدل ترسيب عالٍ وسهولة التحكم فيها وتكلفة تشغيلية منخفضة، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات واسعة النطاق.
الشرح التفصيلي:
-
مبدأ التشغيل:
-
في رش المغنطرون المغنطروني بالتيار المستمر، يتم استخدام مصدر طاقة تيار مباشر لإنشاء بلازما بالقرب من المادة المستهدفة، والتي عادة ما تكون مصنوعة من المعدن أو السيراميك. تتكون البلازما من جزيئات غاز مؤينة، عادةً ما تكون الأرجون، والتي يتم تسريعها نحو الهدف سالب الشحنة بسبب المجال الكهربائي. عندما تصطدم هذه الأيونات بالهدف، فإنها تزيح الذرات من السطح، وهي عملية تعرف باسم الاخرق.التعزيز بواسطة المجال المغناطيسي:
-
يتم تعزيز العملية بواسطة مجال مغناطيسي يتم توليده بواسطة مجموعة مغناطيسية حول الهدف. يحصر هذا المجال المغناطيسي الإلكترونات، مما يزيد من كثافة البلازما وبالتالي معدل الاخرق. ويساعد الحصر المغناطيسي أيضًا في تحقيق ترسيب أكثر اتساقًا للمادة المرشوشة على الركيزة.
-
معدل الترسيب والكفاءة:
-
تتناسب كفاءة عملية الاخرق طرديًا مع عدد الأيونات المنتجة، والتي بدورها تزيد من معدل طرد الذرات من الهدف. وهذا يؤدي إلى معدل ترسيب أسرع وكمية أقل من الفيلم المتكون في الفيلم الرقيق. تلعب المسافة بين البلازما والركيزة أيضًا دورًا في تقليل الضرر الناجم عن الإلكترونات الشاردة وأيونات الأرجون.التطبيقات والمزايا:
يشيع استخدام الرش بالمغنترون المغنطروني للتيار المستمر في ترسيب الأغشية المعدنية النقية مثل الحديد والنحاس والنيكل. وهي مفضلة لمعدلات الترسيب العالية وسهولة التحكم فيها وانخفاض تكلفة التشغيل، خاصةً لمعالجة الركائز الكبيرة. هذه التقنية قابلة للتطوير ومعروفة بإنتاج أفلام عالية الجودة، مما يجعلها مناسبة لمختلف التطبيقات الصناعية.
