الاخرق التفاعلي هو تقنية متخصصة ضمن الفئة الأوسع من الاخرق بالبلازما الأوسع نطاقاً، وتستخدم في المقام الأول لترسيب أغشية رقيقة من المركبات على الركيزة. وعلى عكس الاخرق التقليدي، الذي ينطوي على ترسيب عناصر مفردة، يُدخل الاخرق التفاعلي غازًا تفاعليًا في غرفة الاخرق لتسهيل تكوين الأغشية المركبة.
ملخص العملية:
في عملية الرش التفاعلي، يتم وضع المادة المستهدفة (مثل الألومنيوم أو الذهب) في حجرة حيث يتم قصفها بأيونات من البلازما، والتي عادةً ما يتم توليدها من غاز خامل مثل الأرجون. وفي الوقت نفسه، يتم إدخال غاز تفاعلي مثل الأكسجين أو النيتروجين في الغرفة. تتفاعل الجسيمات المنبثقة من المادة المستهدفة كيميائياً مع هذا الغاز التفاعلي لتكوين مركبات يتم ترسيبها بعد ذلك على الركيزة. وتعد هذه العملية حاسمة لإنشاء أغشية رقيقة من مواد مثل الأكاسيد أو النيتريدات التي لا يمكن تحقيقها من خلال الرش البسيط للعناصر المفردة.
-
شرح تفصيلي:إدخال الغاز التفاعلي:
-
مفتاح الرش التفاعلي هو إدخال غاز تفاعلي. ويتفاعل هذا الغاز، الذي يكون موجب الشحنة، مع الجسيمات المتناثرة من المادة المستهدفة. ويعتمد اختيار الغاز التفاعلي على المركب المطلوب؛ على سبيل المثال، يتم استخدام الأكسجين لتكوين الأكاسيد، والنيتروجين للنتريدات.
-
التفاعل الكيميائي وتكوين الغشاء:
-
تخضع الجسيمات المبثوقة لتفاعل كيميائي مع الغاز التفاعلي، مما يؤدي إلى تكوين طبقة مركبة على الركيزة. وهذا التفاعل حاسم لترسيب مواد ذات تركيبات وخصائص كيميائية محددة. ويمكن التحكم في القياس التكافئي للفيلم، الذي يشير إلى النسبة الدقيقة للعناصر في المركب، من خلال ضبط الضغوط النسبية للغازات الخاملة والتفاعلية.التحديات وبارامترات التحكم:
يتميز الاخرق التفاعلي بسلوك يشبه التباطؤ، مما يجعل من الصعب العثور على ظروف التشغيل المثلى. تحتاج المعلمات مثل الضغط الجزئي للغازات الخاملة والتفاعلية إلى تحكم دقيق لإدارة تآكل المادة المستهدفة ومعدل الترسيب على الركيزة. تساعد النماذج مثل نموذج بيرج في فهم وتوقع تأثير إضافة الغاز التفاعلي على عملية الاخرق.
التطبيقات والمزايا:
