إن الرش المغنطروني المغنطروني، وخاصة الرش المغنطروني بالتيار المستمر، هو تقنية ترسيب تستخدم مجالاً مغناطيسياً لتعزيز توليد البلازما بالقرب من سطح الهدف، مما يؤدي إلى ترسيب فعال للأغشية الرقيقة. وينطوي المبدأ على تطبيق جهد تيار مستمر على مادة مستهدفة في غرفة مفرغة من الهواء، مما يؤدي إلى توليد بلازما تقصف الهدف وتقذف الذرات التي تترسب بعد ذلك على الركيزة.
ملخص المبدأ:
يعمل الرش المغنطروني المغنطروني بالتيار المستمر من خلال تطبيق جهد تيار مباشر (DC) على مادة مستهدفة، عادةً ما تكون معدنًا، موضوعة في غرفة تفريغ. تملأ الحجرة بغاز خامل، عادة ما يكون الأرجون، ويتم تفريغها إلى ضغط منخفض. ويزيد المجال المغناطيسي فوق الهدف من زمن بقاء الإلكترونات، مما يعزز التصادمات مع ذرات الأرجون ويعزز كثافة البلازما. تقصف هذه البلازما، التي يتم تنشيطها بواسطة المجال الكهربائي، الهدف، مما يتسبب في قذف الذرات وترسيبها على شكل طبقة رقيقة على الركيزة.
-
الشرح التفصيلي:
- الإعداد والتهيئة:
-
تبدأ العملية بوضع المادة المستهدفة في غرفة تفريغ، والتي يتم تفريغها بعد ذلك لإزالة الشوائب وردمها بالأرجون عالي النقاء. يضمن هذا الإعداد بيئة نظيفة للترسيب ويستخدم الأرجون لقدرته على نقل الطاقة الحركية بكفاءة في البلازما.
- تطبيق المجالات الكهربائية والمغناطيسية:
-
يتم تطبيق جهد تيار مستمر (عادةً من -2 إلى -5 كيلو فولت) على الهدف، مما يجعله القطب السالب. ويخلق هذا الجهد مجالاً كهربائياً يجذب أيونات الأرجون موجبة الشحنة. وفي الوقت نفسه، يتم تطبيق مجال مغناطيسي فوق الهدف، مما يوجه الإلكترونات في مسارات دائرية ويزيد من تفاعلها مع ذرات الأرجون.
- تعزيز توليد البلازما:
-
يزيد المجال المغناطيسي من احتمال حدوث تصادمات بين الإلكترونات وذرات الأرجون بالقرب من سطح الهدف. وتؤين هذه التصادمات المزيد من الأرجون، مما يؤدي إلى تأثير تعاقب حيث يتم توليد المزيد من الإلكترونات، مما يزيد من تعزيز كثافة البلازما.
- الرش والترسيب:
-
تقصف أيونات الأرجون النشطة التي يتم تسريعها بواسطة المجال الكهربائي الهدف، مما يؤدي إلى قذف الذرات (الترشُّح). وتنتقل هذه الذرات المقذوفة في توزيع خط البصر وتتكثف على الركيزة، مكونة طبقة رقيقة وموحدة.
- المزايا والتعديلات:
بالمقارنة مع تقنيات الترسيب الأخرى، يوفر الرش المغنطروني بالتيار المستمر سرعة عالية وضررًا منخفضًا للركيزة ويعمل في درجات حرارة منخفضة. ومع ذلك، يمكن أن يكون محدودًا بسبب نسبة تأين الجزيئات، وهو ما تعالجه تقنيات مثل الرش المغنطروني المغنطروني المعزز بالبلازما.المراجعة والتصحيح:
