ينطوي مبدأ الرش بالمغنترون المغناطيسي على استخدام مجال مغناطيسي لتعزيز كفاءة توليد البلازما، مما يؤدي إلى ترسيب الأغشية الرقيقة على الركائز في غرفة مفرغة. وتتميز هذه التقنية بالسرعة العالية والضرر المنخفض ودرجة الحرارة المنخفضة للترسيب.
ملخص المبدأ:
الرش بالمغناطيسية هو تقنية ترسيب بخار فيزيائي (PVD) حيث يتم استخدام مجال مغناطيسي لحبس الإلكترونات بالقرب من سطح الهدف، مما يزيد من احتمال حدوث تصادمات بين الإلكترونات وذرات الأرجون. ويعزز ذلك من إنتاج البلازما وكثافتها، مما يؤدي إلى رش المواد المستهدفة بكفاءة على الركيزة.
-
الشرح التفصيلي:
- تعزيز توليد البلازما:
-
في الاخراخ المغنطروني، يتم تطبيق مجال مغناطيسي مغلق على سطح الهدف. هذا المجال المغناطيسي، الذي يُرمز له بالحرف B، يجبر الإلكترونات على اتباع مسار دائري، مما يزيد بشكل كبير من وقت مكوثها في البلازما. ويزيد هذا التفاعل المطول من احتمالية حدوث تصادمات بين الإلكترونات وذرات غاز الأرجون، وبالتالي زيادة تأين جزيئات الغاز.
- عملية الاخرق:
-
عندما يتم تطبيق مجال كهربائي، تتسارع أيونات الغاز المتأين وتقصف المادة المستهدفة، مما يتسبب في طرد ذراتها. وبعد ذلك تتكثف هذه الذرات المقذوفة على سطح الركيزة مكونة طبقة رقيقة. هذه العملية فعالة بسبب كثافة البلازما العالية التي يحافظ عليها المجال المغناطيسي.
- المزايا مقارنة بالتقنيات الأخرى:
-
بالمقارنة مع تبخير قوس الكاثود، يعمل الرش المغنطروني المغنطروني في درجات حرارة منخفضة، وهو أمر مفيد للحفاظ على سلامة الركائز الحساسة للحرارة. ومع ذلك، فإن درجة الحرارة المنخفضة يمكن أن تقلل من نسبة تأين الجزيئات، وهو ما يتم تخفيفه باستخدام المزيد من البلازما في تقنية تعرف باسم الرش المغنطروني المغنطروني المعزز بالبلازما.
- مكونات النظام:
-
يتضمن نظام الرش المغنطروني المغنطروني النموذجي غرفة تفريغ، ومادة مستهدفة، وحامل ركيزة، ومغنطرون (الذي يولد المجال المغناطيسي)، ومصدر طاقة. ويؤدي كل مكوّن دورًا حاسمًا في الحفاظ على بيئة التفريغ، ووضع الهدف والركيزة، وتوليد المجالات الكهربائية والمغناطيسية اللازمة لعملية الرش بالمغناطيسية.
- التطوير والتطبيق:
تم تطوير الرش بالمغناطيسية للتغلب على قيود تقنيات الرش بالمغناطيسية السابقة، مثل انخفاض معدلات الترسيب وانخفاض معدلات تفكك البلازما. وقد أصبحت منذ ذلك الحين طريقة سائدة في صناعة الطلاء نظرًا لكفاءتها وتعدد استخداماتها في ترسيب مواد مختلفة على ركائز مختلفة.المراجعة والتصحيح:
