إن الرش النبضي المغنطروني النبضي بالتيار المباشر (DC) هو نوع مختلف من عملية الرش المغنطروني الذي يستخدم مصدر طاقة تيار مباشر لتوليد البلازما في بيئة غازية منخفضة الضغط. وتنطوي هذه التقنية على استخدام مجال مغناطيسي لحصر الجسيمات بالقرب من المادة المستهدفة، مما يعزز كثافة الأيونات وبالتالي زيادة معدل الاخرق. يشير الجانب النبضي للعملية إلى التطبيق المتقطع لجهد التيار المستمر، والذي يمكن أن يحسن كفاءة وجودة عملية الترسيب.
شرح عملية الاخرق المغنطروني النبضي بالتيار المستمر:
-
آلية الاخرق:
-
في عملية الاخراخ المغنطروني النبضي بالتيار المستمر، يتم استخدام مصدر طاقة تيار مباشر لإنشاء فرق جهد بين المادة المستهدفة والركيزة. يقوم هذا الجهد بتأيين الغاز (عادةً الأرجون) في غرفة التفريغ، مما يؤدي إلى تكوين بلازما. يتم تسريع الأيونات الموجبة الشحنة في البلازما نحو المادة الهدف سالبة الشحنة، حيث تتصادم وتخرج الذرات من سطح الهدف. ثم تنتقل هذه الذرات المقذوفة عبر الحجرة وتترسب على الركيزة مكونة طبقة رقيقة.استخدام المجال المغناطيسي:
-
يؤدي المجال المغناطيسي دورًا حاسمًا في هذه العملية عن طريق حبس الإلكترونات بالقرب من سطح الهدف، وهذا بدوره يزيد من معدل تأين غاز الأرجون ويعزز كثافة البلازما. ويؤدي ذلك إلى ارتفاع معدل قصف الأيونات على الهدف، مما يؤدي إلى زيادة كفاءة الاخرق وارتفاع معدل الترسيب.
-
تطبيق التيار المستمر النبضي:
-
يمكن أن يكون نبض جهد التيار المستمر مفيدًا بعدة طرق. يمكن أن يساعد على تقليل تسخين المادة المستهدفة والركيزة، وهو أمر مهم للحفاظ على سلامة المواد الحساسة للحرارة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي النبض إلى تحسين توزيع الطاقة للجسيمات المنبثقة، مما يؤدي إلى تحسين جودة الفيلم وتوحيده.المزايا والقيود:
تشمل المزايا الرئيسية للرش المغنطروني النبضي بالتيار المستمر معدلات الترسيب العالية وسهولة التحكم والتكاليف التشغيلية المنخفضة، خاصةً بالنسبة للركائز الكبيرة. ومع ذلك، فهي مناسبة في المقام الأول للمواد الموصلة وقد يكون لها قيود من حيث معدلات الترسيب المنخفضة إذا لم تكن كثافة أيون الأرجون عالية بما فيه الكفاية.
