الترسيب بمساعدة البلازما، وتحديداً الترسيب بالبخار الكيميائي بمساعدة البلازما (PACVD) والترسيب بالبخار الكيميائي المعزز بالبلازما (PECVD)، هي تقنيات تصنيع متقدمة تستخدم لترسيب الأغشية الرقيقة على ركائز مختلفة. وتنطوي هذه العمليات على استخدام البلازما، وهي حالة من المادة تتكون من جسيمات مشحونة، لبدء وإدامة التفاعلات الكيميائية التي تؤدي إلى ترسيب المواد على الركيزة. يتم توفير الطاقة اللازمة لهذه التفاعلات عادةً عن طريق التفريغ الكهربائي عالي التردد، مثل الترددات الراديوية أو التيار المباشر أو مصادر الموجات الدقيقة.
ملخص العملية:
ينطوي الترسيب بمساعدة البلازما على استخدام البلازما لتنشيط الغازات المتفاعلة، والتي تتفاعل بعد ذلك لتشكيل أغشية رقيقة على الركيزة. يتم توليد البلازما عن طريق التفريغ الكهربائي بين الأقطاب الكهربائية في غرفة مفرغة. تتفاعل الجسيمات المفعمة بالطاقة في البلازما مع الغازات السليفة مما يؤدي إلى تفككها وتفاعلها وترسيب المواد على الركيزة.
-
الشرح التفصيلي:
- توليد البلازما:
-
تبدأ العملية بتوليد البلازما داخل غرفة تفريغ الهواء. ويتحقق ذلك عادةً عن طريق تطبيق تفريغ كهربائي بين قطبين كهربائيين. تعمل الطاقة الناتجة عن هذا التفريغ على تأيين الغاز، مما يخلق بلازما تتكون من أيونات وإلكترونات وجذور حرة.
- تنشيط الغازات السلائف:
-
يتم إدخال غازات السلائف، مثل السيلان أو الأكسجين، في البلازما. تتصادم الجسيمات عالية الطاقة في البلازما مع هذه الغازات، مما يؤدي إلى تفريقها وتكوين أنواع تفاعلية.
- الترسيب على الركيزة:
-
تنتقل هذه الأنواع التفاعلية بعد ذلك إلى الركيزة، حيث تتفاعل وتمتص على السطح. وينتج عن ذلك نمو طبقة رقيقة. يتم امتصاص المنتجات الكيميائية الثانوية لهذه التفاعلات وإزالتها من الغرفة، لتكتمل عملية الترسيب.
- التحكم في معلمات الترسيب:
-
يمكن التحكم في خصائص الفيلم المترسب، مثل السُمك والصلابة ومعامل الانكسار، عن طريق ضبط المعلمات مثل معدلات تدفق الغاز ودرجات حرارة التشغيل. تزيد معدلات تدفق الغاز المرتفعة بشكل عام من معدلات الترسيب.
- تعدد الاستخدامات والتطبيقات:
إن الترسيب بمساعدة البلازما متعدد الاستخدامات إلى حد كبير، فهو قادر على ترسيب مجموعة واسعة من المواد، بما في ذلك المعادن والأكاسيد والنتريدات والبوليمرات. ويمكن استخدامه على أجسام من مختلف الأحجام والأشكال، مما يجعله مناسبًا للعديد من التطبيقات في صناعات مثل الإلكترونيات والبصريات والتصنيع.التصحيح والمراجعة:
