إن رش التيار المباشر (DC) هو تقنية أساسية للترسيب الفيزيائي للبخار (PVD) المستخدمة لترسيب الأغشية الرقيقة. في هذه العملية، يتم تطبيق جهد تيار مستمر ثابت بين الركيزة (القطب الموجب) والمادة المستهدفة (القطب السالب). وتنطوي الآلية الأساسية على قصف المادة المستهدفة بغاز مؤين، عادةً أيونات الأرجون (Ar)، مما يؤدي إلى طرد الذرات من الهدف. ثم تنتقل هذه الذرات المقذوفة عبر حجرة التفريغ وتترسب على الركيزة مكونة طبقة رقيقة.
شرح مفصل:
-
تطبيق الجهد والتأين:
-
في الاخرق بالتيار المستمر، يتم تطبيق جهد تيار مستمر يتراوح عادةً بين 2-5 كيلو فولت بين الهدف والركيزة داخل غرفة تفريغ. يتم تفريغ الحجرة في البداية إلى ضغط يتراوح بين 3-9 مللي طن متري. ثم يتم إدخال غاز الأرجون، وتحت تأثير الجهد المطبق تتأين ذرات الأرجون لتكوين بلازما. تتكون هذه البلازما من أيونات الأرجون موجبة الشحنة.القصف والرش:
-
يتم تسريع أيونات الأرجون موجبة الشحنة نحو الهدف سالب الشحنة (المهبط) بواسطة المجال الكهربائي. وعند الاصطدام، تقوم هذه الأيونات بإزاحة الذرات من المادة المستهدفة من خلال عملية تسمى الاصطرار. وينطوي ذلك على نقل طاقة كافية إلى ذرات الهدف للتغلب على قوى الارتباط الخاصة بها، مما يؤدي إلى إخراجها من السطح.
-
الترسيب على الركيزة:
-
تنتقل الذرات المستهدفة المقذوفة في اتجاهات مختلفة داخل الحجرة وتترسب في النهاية على الركيزة (الأنود)، مكونة طبقة رقيقة. عملية الترسيب هذه ضرورية لتطبيقات مثل الطلاء المعدني وتصنيع أشباه الموصلات والتشطيبات الزخرفية.المزايا والقيود:
يعتبر الرش بالتيار المستمر مناسبًا بشكل خاص لترسيب المواد الموصلة بسبب بساطته وتكلفته المنخفضة. إنه سهل التحكم ويتطلب استهلاك طاقة منخفض نسبيًا. ومع ذلك، فإنه ليس فعالاً لترسيب المواد غير الموصلة أو المواد العازلة لأن هذه المواد لا تقوم بتوصيل التدفق الإلكتروني اللازم للحفاظ على عملية الرش. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يكون معدل الترسيب منخفضًا إذا كانت كثافة أيونات الأرجون غير كافية.
التطبيقات:
