الرش بالتيار المستمر هو تقنية ترسيب بخار فيزيائي (PVD) تستخدم لترسيب الأغشية الرقيقة عن طريق طرد الذرات من مادة مستهدفة صلبة بسبب قصف الجسيمات النشطة. وفي هذه العملية، يتم تطبيق جهد كهربائي على هدف معدني في بيئة غازية منخفضة الضغط، وعادةً ما يتم استخدام غاز خامل مثل الأرجون. تصطدم أيونات الغاز بالهدف، مما يتسبب في "تناثر" جسيمات مجهرية من المادة المستهدفة وترسبها على ركيزة قريبة.
الشرح التفصيلي:
-
الإعداد وإنشاء الفراغ الأولي:
-
تبدأ العملية بإعداد حجرة تفريغ حيث يتم وضع المادة المستهدفة والركيزة بالتوازي مع بعضها البعض. يتم تفريغ الحجرة لإزالة الشوائب ثم يتم ردمها بغاز خامل عالي النقاء، وعادةً ما يكون الأرجون. ويتم اختيار هذا الغاز لكتلته وقدرته على نقل الطاقة الحركية بفعالية أثناء التصادمات في البلازما.تطبيق جهد التيار المستمر:
-
يتم تطبيق جهد كهربائي للتيار المباشر (DC)، يتراوح عادةً من -2 إلى -5 كيلو فولت، على المادة المستهدفة التي تعمل ككاثود. يتم إعطاء الركيزة المراد طلاؤها شحنة موجبة، مما يجعلها بمثابة القطب الموجب. يخلق هذا الإعداد مجالًا كهربائيًا يؤين غاز الأرجون، مما يؤدي إلى تكوين بلازما.
-
القصف بالأيونات والرش:
يتم تسريع أيونات الأرجون النشطة في البلازما بواسطة المجال الكهربائي نحو الهدف سالب الشحنة. وعند الاصطدام، تقوم هذه الأيونات بإزاحة الذرات من المادة المستهدفة من خلال عملية تسمى الرش. وتنتقل هذه الذرات المقذوفة عبر البلازما وتترسب على الركيزة مكونة طبقة رقيقة.المزايا والتطبيقات:
يُفضَّل استخدام الرش بالتيار المستمر بسبب بساطته وفعاليته من حيث التكلفة وسهولة التحكم فيه، خاصةً في ترسيب المعادن وطلاء المواد الموصلة للكهرباء. ويستخدم على نطاق واسع في صناعة أشباه الموصلات لإنشاء دوائر الرقائق الدقيقة وفي تطبيقات أخرى مختلفة مثل الطلاءات الزخرفية على المجوهرات والطلاءات غير العاكسة على الزجاج والمكونات البصرية.
