الرش بالتيار المستمر هو تقنية ترسيب بخار فيزيائي (PVD) تستخدم لترسيب الأغشية الرقيقة على الركائز. وهي تنطوي على استخدام جهد تيار مباشر (DC) لإنشاء بلازما في بيئة غازية منخفضة الضغط، وعادةً ما تكون الأرجون. وتنطوي العملية على قصف مادة مستهدفة بأيونات الأرجون، مما يؤدي إلى طرد الذرات من الهدف وترسيبها بعد ذلك على الركيزة لتكوين طبقة رقيقة.
آلية الاخرق بالتيار المستمر:
-
إنشاء فراغ:
-
تبدأ العملية بإنشاء فراغ داخل غرفة الاخرق. هذه الخطوة مهمة لعدة أسباب: فهي تضمن النظافة وتعزز التحكم في العملية من خلال زيادة متوسط المسار الحر للجسيمات. في الفراغ، يمكن للجسيمات أن تقطع مسافات أطول دون تصادم، مما يسمح للذرات المنبثقة بالوصول إلى الركيزة دون تداخل، مما يؤدي إلى ترسيب أكثر اتساقاً وسلاسة.تكوين البلازما والقصف الأيوني:
-
بمجرد إنشاء التفريغ، تمتلئ الحجرة بغاز خامل، وعادةً ما يكون الأرجون. يتم تطبيق جهد تيار مستمر بين الهدف (الكاثود) والركيزة (الأنود)، مما يؤدي إلى تفريغ البلازما. في هذه البلازما، تتأين ذرات الأرجون إلى أيونات الأرجون. يتم تسريع هذه الأيونات نحو الهدف سالب الشحنة بواسطة المجال الكهربائي، مما يؤدي إلى اكتساب طاقة حركية.
-
رش المواد المستهدفة:
-
تتصادم أيونات الأرجون النشطة مع المادة المستهدفة، مما يتسبب في طرد الذرات من الهدف. وتعتمد هذه العملية المعروفة باسم الاخرق على انتقال الزخم من الأيونات عالية الطاقة إلى ذرات الهدف. وتكون ذرات الهدف المقذوفة في حالة بخار ويشار إليها باسم الذرات المنبثقة.الترسيب على الركيزة:
تنتقل الذرات المنبثقة عبر البلازما وتترسب على الركيزة التي يتم تثبيتها عند جهد كهربائي مختلف. وتؤدي عملية الترسيب هذه إلى تكوين طبقة رقيقة على سطح الركيزة. ويمكن التحكم في خصائص الفيلم، مثل السُمك والتجانس، من خلال ضبط المعلمات مثل الجهد وضغط الغاز والمسافة بين الهدف والركيزة.
التحكم والتطبيقات:
