تتضمن عملية الاخرق بالتيار المستمر عدة خطوات رئيسية، بدءًا من إنشاء تفريغ داخل غرفة المعالجة، يليها إدخال غاز وتطبيق جهد تيار مباشر لتأيين الغاز وخرق الذرات من المادة المستهدفة على الركيزة. تُستخدم هذه التقنية على نطاق واسع لترسيب الأغشية الرقيقة في مختلف الصناعات نظرًا لقابليتها للتطوير وكفاءة الطاقة وسهولة التحكم فيها.
إنشاء الفراغ
تتمثل الخطوة الأولى في الرش بالتيار المستمر في إنشاء تفريغ داخل غرفة المعالجة. هذه الخطوة مهمة ليس فقط للنظافة ولكن أيضًا للتحكم في العملية. في بيئة منخفضة الضغط، يزداد متوسط المسار الحر (متوسط المسافة التي يقطعها الجسيم قبل الاصطدام بجسيم آخر) بشكل كبير. وهذا يسمح للذرات المنبثقة بالانتقال من الهدف إلى الركيزة دون تفاعل كبير مع الذرات الأخرى، مما يؤدي إلى ترسيب أكثر اتساقًا وسلاسة.مقدمة عن الرش بالتيار المستمر:
يعد الرش بالتيار المباشر (DC) نوعًا من الترسيب الفيزيائي للبخار (PVD) حيث يتم قصف المادة المستهدفة بجزيئات غاز مؤينة، عادةً ما تكون الأرجون. ويتسبب هذا القصف في قذف الذرات أو "تناثرها" في البلازما. ثم تتكثف هذه الذرات المتبخرة كغشاء رقيق على الركيزة. ويعد رش التيار المستمر مناسبًا بشكل خاص لترسيب المعادن والطلاء على المواد الموصلة للكهرباء. وهي مفضلة لبساطتها وفعاليتها من حيث التكلفة وسهولة التحكم فيها.
تفاصيل العملية:
بمجرد إنشاء التفريغ، يتم إدخال غاز، عادةً الأرجون، في الغرفة. يتم تطبيق جهد تيار مباشر من 2-5 كيلو فولت، والذي يؤين ذرات الأرجون لتكوين بلازما. يتم تسريع أيونات الأرجون موجبة الشحنة نحو الهدف سالب الشحنة (المهبط)، حيث تتصادم وتخرج الذرات من سطح الهدف. ثم تنتقل هذه الذرات المنبثقة عبر الحجرة وتترسب على الركيزة (القطب الموجب)، مكونة طبقة رقيقة. وتقتصر هذه العملية على المواد الموصلة لأن تدفق الإلكترونات نحو الأنود ضروري لحدوث الترسيب.قابلية التوسع وكفاءة الطاقة:
إن تقنية رش التيار المستمر قابلة للتطوير بدرجة كبيرة، مما يسمح بترسيب الأغشية الرقيقة على مساحات كبيرة، وهو أمر مثالي للإنتاج الصناعي بكميات كبيرة. بالإضافة إلى ذلك، فهي موفرة للطاقة نسبيًا، حيث تعمل في بيئة منخفضة الضغط وتتطلب استهلاكًا أقل للطاقة مقارنة بطرق الترسيب الأخرى، وبالتالي تقليل التكاليف والأثر البيئي.
القيود:
