طريقة الاخرق التقليدية هي تقنية ترسيب الأغشية الرقيقة المستخدمة على نطاق واسع حيث يتم قذف الذرات من مادة مستهدفة صلبة بسبب القصف بأيونات عالية الطاقة.وبعد ذلك تترسب هذه الذرات المقذوفة على ركيزة مكونة طبقة رقيقة.تتضمن العملية عادةً تهيئة بيئة تفريغ وإدخال غاز خامل مثل الأرجون وتأيين الغاز لتكوين بلازما واستخدام الأيونات الناتجة لترشيش المادة المستهدفة.هذه الطريقة دقيقة للغاية وتستخدم عادةً في صناعات مثل أشباه الموصلات والبصريات والطلاء.
شرح النقاط الرئيسية:
-
إنشاء بيئة فراغ البيئة:
- تبدأ العملية بإنشاء تفريغ داخل غرفة التفاعل للتخلص من الشوائب والرطوبة.وهذا يضمن بيئة مضبوطة للترسيب المنتظم.
- يتم تخفيض الضغط عادةً إلى حوالي 1 باسكال (0.0000145 رطل لكل بوصة مربعة).
-
إدخال الغاز الخامل:
- يتم إدخال غاز خامل، عادةً الأرجون، في الغرفة عند ضغط منخفض.ويتم اختيار هذا الغاز لأنه غير تفاعلي كيميائياً، مما يمنع تلوث المادة المستهدفة.
- يتراوح نطاق الضغط عادةً بين 10^-1 إلى 10^-3 ملي بار.
-
توليد البلازما:
- يتم تطبيق جهد عالٍ (3-5 كيلو فولت) لتأيين غاز الأرجون، مما يخلق بلازما تتكون من أيونات Ar+.
- يتم حصر البلازما وتسريعها حول الهدف باستخدام مجال مغناطيسي، مما يعزز كفاءة عملية الاخرق.
-
القصف بالأيونات والرشّ بالرشّ:
- يتم تسريع أيونات الأرجون الموجبة الشحنة نحو الهدف السالب الشحنة (المهبط).
- عندما تصطدم هذه الأيونات عالية الطاقة بالهدف، فإنها تنقل طاقتها، مما يتسبب في طرد الذرات من سطح الهدف.تُعرف هذه الظاهرة باسم الاخرق.
-
نقل الذرات المتناثرة:
- تنتقل الذرات المقذوفة عبر بيئة الضغط المنخفض وتترسب على الركيزة.
- يحدث هذا الانتقال في منطقة ذات ضغط منخفض، مما يضمن الحد الأدنى من التداخل والتلوث.
-
تكوين الغشاء الرقيق:
- تتكثف الذرات المنبثقة على الركيزة مكونة طبقة رقيقة.
- يمكن التحكم في خصائص الفيلم، مثل السماكة والتجانس، بدقة عن طريق ضبط المعلمات مثل ضغط الغاز والجهد والمسافة بين الهدف والركيزة.
-
التسخين (اختياري):
- في بعض الحالات، يتم تسخين الحجرة إلى درجات حرارة تتراوح من 150 درجة مئوية إلى 750 درجة مئوية (302 درجة فهرنهايت إلى 1382 درجة فهرنهايت) لتحسين التصاق وجودة الفيلم المترسب.
-
تقنيات الاخرق الشائعة:
- الاخرق المغنطروني:يستخدم المجال المغناطيسي لتعزيز كثافة البلازما وكفاءة الاخرق.
- الاخرق بالتيار المستمر:يتم استخدام التيار المباشر لتوليد البلازما و رش المادة المستهدفة.
- الاخرق بالترددات اللاسلكية:يستخدم التردد الراديوي لتأيين الغاز، وهو مناسب للمواد العازلة.
- الاخرق التفاعلي:ينطوي على إدخال غاز تفاعلي (مثل الأكسجين أو النيتروجين) لتكوين أغشية مركبة.
-
التطبيقات:
-
تُستخدم طريقة الاخرق التقليدية في مختلف الصناعات، بما في ذلك:
- أشباه الموصلات:لترسيب الأغشية الرقيقة في الدوائر المتكاملة.
- البصريات:لإنشاء الطلاءات المضادة للانعكاس والعاكسة.
- الطلاءات:للطلاءات المقاومة للتآكل والزخرفية على الأدوات والمكونات.
-
تُستخدم طريقة الاخرق التقليدية في مختلف الصناعات، بما في ذلك:
وباتباع هذه الخطوات، تضمن طريقة الاخرق التقليدية ترسيباً دقيقاً وعالي الجودة للأغشية الرقيقة، مما يجعلها حجر الزاوية في التصنيع الحديث وعلوم المواد.
جدول ملخص:
| الخطوات الرئيسية | التفاصيل |
|---|---|
| بيئة تفريغ الهواء | خفض الضغط إلى 1 باسكال تقريبًا للترسيب الخالي من الشوائب والمضبوط. |
| إدخال غاز خامل | تم إدخال غاز الأرجون عند 10^-1 إلى 10^-3 ملي بار لمنع التلوث. |
| توليد البلازما | جهد 3-5 كيلو فولت يؤين الأرجون، مكونًا بلازما Ar+ من أجل رشّ فعال. |
| القصف الأيوني | تصطدم أيونات Ar+ بالهدف، فتقذف الذرات على الركيزة. |
| تشكيل غشاء رقيق | تتكثف الذرات المبثوقة لتشكل أغشية موحدة مع تحكم دقيق. |
| التسخين (اختياري) | تسخين الحجرة إلى 150 درجة مئوية - 750 درجة مئوية لتحسين التصاق الغشاء وجودته. |
| التقنيات الشائعة | المغنطرون والتيار المستمر والترددات اللاسلكية والرش الترددي والرش التفاعلي لمختلف احتياجات المواد. |
| التطبيقات | أشباه الموصلات والبصريات والطلاءات المقاومة للتآكل. |
اكتشف كيف يمكن لطريقة الاخرق التقليدية أن ترفع من مستوى عملية التصنيع لديك- اتصل بنا اليوم للحصول على إرشادات الخبراء!
