الاسبترنج هو عملية فيزيائية يتم فيها قذف الذرات من مادة مستهدفة صلبة إلى الطور الغازي بسبب القصف بالأيونات النشطة. تُستخدم هذه التقنية على نطاق واسع في ترسيب الأغشية الرقيقة والتقنيات التحليلية المختلفة.
ملخص العملية:
ينطوي الاخرق على استخدام بلازما غازية لإزاحة الذرات من سطح مادة مستهدفة صلبة، والتي يتم ترسيبها بعد ذلك لتشكيل طبقة رقيقة على الركيزة. هذه العملية مهمة للغاية في تصنيع أشباه الموصلات والأقراص المدمجة والأقراص المدمجة والأجهزة البصرية، حيث تسمح بتكوين أغشية ذات تجانس وكثافة ونقاء والتصاق ممتازين.
-
الشرح التفصيلي:
- بدء العملية:
-
تبدأ العملية بوضع الركيزة داخل حجرة تفريغ مملوءة بغاز خامل، وعادةً ما يكون الأرجون. هذه البيئة ضرورية لمنع التفاعلات الكيميائية التي يمكن أن تتداخل مع عملية الترسيب.
- توليد البلازما:
-
تكون المادة المستهدفة (المهبط) مشحونة كهربائياً بشكل سلبي، مما يؤدي إلى تدفق الإلكترونات الحرة منها. تتصادم هذه الإلكترونات الحرة مع ذرات غاز الأرجون، مما يؤدي إلى تأينها عن طريق تجريد الإلكترونات وتوليد البلازما.
- القصف الأيوني:
-
تتسارع أيونات الأرجون موجبة الشحنة في البلازما نحو الهدف سالب الشحنة بسبب المجال الكهربائي. عندما تصطدم هذه الأيونات بالهدف، فإنها تنقل طاقتها الحركية، مما يتسبب في طرد ذرات أو جزيئات من المادة المستهدفة.
- ترسب المادة:
-
تشكل المادة المقذوفة تيار بخار ينتقل عبر الحجرة ويرسب على الركيزة. وينتج عن ذلك تكوين طبقة رقيقة أو طلاء على الركيزة.
- أنواع الاخرق:
-
هناك أنواع مختلفة من أنظمة الاخرق، بما في ذلك الاخرق بالحزمة الأيونية والخرق المغنطروني. يتضمن الرش بالحزمة الأيونية تركيز شعاع أيون-إلكترون مباشرة على الهدف لرش المواد على الركيزة، بينما يستخدم الرش المغنطروني مجالاً مغناطيسياً لتعزيز تأين الغاز وكفاءة عملية الرش.
- التطبيقات والمزايا:
يعد الاخرق مفيدًا بشكل خاص في ترسيب الأغشية الرقيقة ذات التركيب الدقيق، بما في ذلك السبائك والأكاسيد والنتريدات والمركبات الأخرى. هذا التنوع يجعله لا غنى عنه في الصناعات التي تتطلب طلاءات رقيقة عالية الجودة مثل الإلكترونيات والبصريات وتكنولوجيا النانو.المراجعة والتصحيح:
