يتضمن رش السيليكون عملية تعتمد على التفريغ حيث يتم إخراج ذرات السيليكون من مادة مستهدفة وترسيبها على ركيزة لتشكيل طبقة رقيقة.تبدأ العملية بإحداث تفريغ في غرفة لإزالة الشوائب، يليها إدخال غاز خامل مثل الأرجون.يتم تطبيق جهد عالي لتأيين الغاز، مما يولد بلازما.وتقوم الأيونات الموجبة الشحنة بقصف هدف السيليكون، مما يؤدي إلى قذف ذرات السيليكون وترسيبها على الركيزة.تضمن هذه الطريقة دقة ونقاءً عاليين، مما يجعلها مثالية للتطبيقات في تصنيع أشباه الموصلات وطلاء الأغشية الرقيقة.
شرح النقاط الرئيسية:
-
إنشاء الفراغ:
- تتضمن الخطوة الأولى تفريغ غرفة التفاعل لإنشاء تفريغ، عادة ما يكون حوالي 1 باسكال (0.0000145 رطل لكل بوصة مربعة).ويؤدي ذلك إلى إزالة الرطوبة والشوائب، مما يضمن بيئة نظيفة لعملية الاخرق.
- يعد التفريغ ضروريًا لأنه يقلل من التلوث ويسمح بالتحكم الدقيق في عملية الترسيب.
-
إدخال الغاز الخامل:
- بعد تحقيق التفريغ المطلوب، يتم إدخال غاز خامل مثل الأرجون في الغرفة.ويتم اختيار هذا الغاز لأنه خامل كيميائياً ولا يتفاعل مع المادة المستهدفة أو الركيزة.
- يخلق الغاز الخامل جوًا منخفض الضغط ضروريًا لتوليد البلازما.
-
توليد البلازما:
- يتم تطبيق جهد عالٍ (3-5 كيلو فولت) لتأيين ذرات الغاز الخامل، مما يؤدي إلى تكوين بلازما.وتتكون هذه البلازما من أيونات موجبة الشحنة وإلكترونات حرة.
- وتكتسي البلازما أهمية حاسمة لأنها توفر الطاقة اللازمة لقصف المادة المستهدفة وقذف ذرات السيليكون.
-
قصف الهدف:
- يكون هدف السيليكون سالب الشحنة، مما يجذب الأيونات الموجبة الشحنة من البلازما.عندما تتصادم هذه الأيونات مع هدف السيليكون، فإنها تنقل طاقتها، مما يتسبب في طرد ذرات السيليكون من سطح الهدف.
- وتُعرف هذه العملية باسم الاخرق، ويتم التحكم فيها بشكل كبير لضمان ترسيب موحد.
-
الترسيب على الركيزة:
- تنتقل ذرات السيليكون المقذوفة عبر غرفة التفريغ وتترسب على الركيزة.توضع الركيزة عادةً مقابل الهدف، ويحدث الترسيب كغشاء رقيق.
- يمكن تسخين الركيزة إلى درجات حرارة تتراوح بين 150 - 750 درجة مئوية (302 - 1382 درجة فهرنهايت) لتحسين الالتصاق وجودة الفيلم.
-
تطبيق المجال المغناطيسي (اختياري):
- في بعض الإعدادات، يتم استخدام مغناطيس كهربائي لإنشاء مجال مغناطيسي حول الأدوات.ويساعد هذا المجال المغناطيسي على حصر البلازما وزيادة كفاءة عملية الاخرق.
- ويعزز المجال المغناطيسي من تأين الغاز الخامل ويحسن من تجانس الفيلم المترسب.
-
تشكيل الفيلم:
- تتكثف ذرات السيليكون المودعة على الركيزة مكونة طبقة رقيقة.ويمكن التحكم في سمك الفيلم وخصائصه بدقة عن طريق ضبط المعلمات مثل الجهد وضغط الغاز ووقت الترسيب.
- تسمح هذه الطريقة بإنشاء أغشية سيليكون فائقة النقاء، وهي ضرورية للتطبيقات في مجال الإلكترونيات والبصريات.
وباتباع هذه الخطوات، تضمن عملية الاخرق ترسيب أغشية السيليكون عالية الجودة مع تجانس ونقاء ممتازين، مما يجعلها طريقة مفضلة لمختلف التطبيقات الصناعية.
جدول ملخص:
| الخطوة | التفاصيل الرئيسية |
|---|---|
| إنشاء التفريغ | يتم تفريغ الحجرة إلى 1 باسكال (0.0000145 رطل لكل بوصة مربعة) لإزالة الشوائب. |
| مقدمة الغاز الخامل | تم إدخال الأرجون لخلق جو منخفض الضغط لتوليد البلازما. |
| توليد البلازما | يعمل الجهد العالي (3-5 كيلو فولت) على تأيين الأرجون، مما يخلق بلازما لقصف الهدف. |
| قصف الهدف | تقذف الأيونات الموجبة الشحنة ذرات السيليكون من الهدف. |
| الترسيب | تترسب ذرات السيليكون على ركيزة مكونة طبقة رقيقة. |
| المجال المغناطيسي | يعمل المجال المغناطيسي الاختياري على تعزيز حصر البلازما وتوحيد الغشاء. |
| تشكيل الفيلم | أغشية سيليكون فائقة النقاء بسماكة وخصائص دقيقة. |
هل تحتاج إلى أغشية رقيقة من السيليكون عالية الجودة لتطبيقاتك؟ اتصل بخبرائنا اليوم لمعرفة المزيد!
