تنطوي عملية رش الكاثود على استخدام البلازما لقذف الذرات من مادة مستهدفة والتي تترسب بعد ذلك على الركيزة كطبقة رقيقة أو طلاء. ويتم تحقيق ذلك عن طريق إدخال غاز خاضع للتحكم، عادةً ما يكون الأرجون، في غرفة تفريغ الهواء وتنشيط الكاثود كهربائيًا لإنشاء بلازما. وتتحول ذرات الغاز إلى أيونات موجبة الشحنة داخل البلازما ويتم تسريعها نحو الهدف، مما يؤدي إلى إزاحة الذرات أو الجزيئات من المادة المستهدفة. تشكل هذه المادة المنبثقة تيار بخار يترسب على الركيزة.
الشرح التفصيلي:
-
إعداد غرفة التفريغ:
-
تبدأ العملية في غرفة تفريغ، حيث يتم تقليل الضغط إلى مستوى منخفض للغاية، عادةً ما يكون حوالي 10^-6 تور. وهذا يخلق بيئة يمكن أن تحدث فيها عملية الاخرق دون تداخل من الغازات الجوية.إدخال غاز الاخرق:
-
يتم إدخال غاز خامل، مثل الأرجون، في غرفة التفريغ. ويرجع اختيار الأرغون إلى خموله الكيميائي وقدرته على تكوين بلازما في ظل الظروف المستخدمة في عملية الاخرق.
-
توليد البلازما:
-
يتم تطبيق جهد كهربائي بين قطبين كهربائيين في الغرفة، أحدهما هو الكاثود (الهدف) المصنوع من المادة المراد ترسيبها. يولد هذا الجهد تفريغ توهج، وهو نوع من البلازما، حيث تتصادم الإلكترونات الحرة مع ذرات الأرجون، مما يؤدي إلى تأينها وتكوين أيونات الأرجون موجبة الشحنة.تسريع الأيونات وتآكل الهدف:
-
يتم تسريع أيونات الأرجون الموجبة الشحنة نحو المهبط السالب الشحنة بسبب المجال الكهربائي. عندما تصطدم هذه الأيونات بالهدف، فإنها تنقل طاقتها الحركية إلى المادة المستهدفة، مما يتسبب في طرد الذرات أو الجزيئات من سطح الهدف.
الترسيب على الركيزة:
