الاصطرار هو تقنية ترسيب فيزيائي للبخار (PVD) تستخدم لترسيب أغشية رقيقة من المواد على الركائز.وتحدث العملية في غرفة تفريغ حيث يتم قصف المادة المستهدفة بأيونات نشطة مما يؤدي إلى قذف الذرات وترسيبها على الركيزة.وتُعد بيئة التفريغ ضرورية لنجاح عملية الاخرق لأنها تقلل من التلوث وتضمن النقل الفعال للمواد.يتراوح الضغط داخل حجرة التفريغ بالرش عادةً من نطاق التفريغ العالي (10^-6 ملي بار أو أفضل) للضغط الأساسي إلى نطاق الميلي تور (10^-3 إلى 10^-2 ملي بار) أثناء عملية الترسيب.تسمح هذه البيئة الخاضعة للتحكم بتشكيل دقيق للأغشية الرقيقة بأقل قدر من الشوائب.
شرح النقاط الرئيسية:
-
الضغط الأساسي في فراغ الاخرق:
- قبل إدخال غاز الرشاش، يتم تفريغ الحجرة إلى تفريغ عالٍ لتحقيق ضغط أساسي.وعادة ما يكون هذا الضغط الأساسي في نطاق 10^-6 ملي بار أو أفضل.
- يضمن التفريغ العالي أن تكون الغرفة خالية من الملوثات والغازات المتبقية، والتي يمكن أن تتداخل مع عملية الترسيب وتقلل من جودة الفيلم الرقيق.
-
إدخال غاز الاخرق:
- بمجرد تحقيق الضغط الأساسي، يتم إدخال غاز الاخرق (عادة ما يكون غاز خامل مثل الأرجون) في الغرفة.يتم التحكم في تدفق الغاز باستخدام وحدة تحكم في التدفق، بمعدلات تختلف من بضعة سنتيمترات مكعبة قياسية في الدقيقة في إعدادات البحث إلى عدة آلاف من السنتيمترات المكعبة في الدقيقة في الإنتاج الصناعي.
- ويؤدي إدخال غاز الاخرق إلى زيادة الضغط في الغرفة إلى نطاق الميليتور، وهو أمر ضروري لتكوين البلازما.
-
ضغط التشغيل أثناء الاخرق:
- أثناء عملية الاصطرار، يتم الحفاظ على الضغط في نطاق 10^-3 إلى 10^-2 ملي بار (نطاق ميليتور).ويُعد نطاق الضغط هذا هو الأمثل للحفاظ على البلازما وضمان كفاءة رش المواد المستهدفة.
- يتم تنظيم الضغط باستخدام نظام التحكم في الضغط الذي يوازن بين تدفق الغاز وسرعة الضخ للحفاظ على بيئة مستقرة.
-
أهمية التفريغ في الاخرق:
- تعتبر بيئة التفريغ ضرورية لعملية الاخرق لأنها تقلل من وجود الغازات والملوثات في الخلفية.وهذا يضمن أن الذرات المقذوفة من المادة المستهدفة يمكن أن تنتقل دون عوائق إلى الركيزة، مما يؤدي إلى الحصول على طبقة رقيقة عالية الجودة.
- كما يسمح التفريغ أيضًا بالتحكم الدقيق في عملية الترسيب، مما يتيح تشكيل أغشية متجانسة وخالية من العيوب.
-
مقارنة مع تقنيات الترسيب الأخرى:
- تعد أنظمة التفريغ بالتفريغ بالرش أكثر تعقيداً من تلك المستخدمة في التبخير الحراري أو التبخير بالحزمة الإلكترونية.وينشأ هذا التعقيد من الحاجة إلى الحفاظ على ضغط قاعدة تفريغ عالية والتحكم الدقيق في تدفق الغاز والضغط أثناء عملية الترسيب.
- إن القدرة على العمل عند ضغوط منخفضة وتدفقات غازية مضبوطة تجعل من تقنية الرش بالرشاش تقنية متعددة الاستخدامات ومستخدمة على نطاق واسع لترسيب مجموعة متنوعة من المواد، بما في ذلك المعادن وأشباه الموصلات والعوازل.
وباختصار، يتم التحكم بعناية في الضغط في غرفة التفريغ بالرش بعناية لضمان الظروف المثلى لترسيب الأغشية الرقيقة.وتبدأ العملية بتحقيق ضغط قاعدة تفريغ عالٍ، يليه إدخال غاز الرش للوصول إلى ضغط التشغيل في نطاق الميليتور.هذه البيئة الخاضعة للرقابة ضرورية لإنتاج أغشية رقيقة عالية الجودة وخالية من التلوث.
جدول ملخص:
| مرحلة الضغط | نطاق الضغط | الغرض |
|---|---|---|
| الضغط الأساسي | 10^-6 ملي بار أو أفضل | يضمن بيئة خالية من الملوثات قبل إدخال غاز الاخرق. |
| ضغط التشغيل | 10^-3 إلى 10^-2 ملي بار | يحافظ على البلازما ويتيح رش المواد المستهدفة بكفاءة. |
| ضغط غاز الاخرق | نطاق ميليتور | يسهل تكوين البلازما والترسيب المتحكم فيه للأغشية الرقيقة. |
تحسين عملية ترسيب الأغشية الرقيقة من خلال إرشادات الخبراء- اتصل بنا اليوم !
