الرش بالرش هو تقنية ترسيب فيزيائي للبخار (PVD) تُستخدم لترسيب الأغشية الرقيقة على ركيزة عن طريق طرد الذرات من مادة مستهدفة من خلال قصفها بجسيمات عالية الطاقة. تنطوي هذه العملية على إدخال غاز خاضع للتحكم، عادةً الأرجون، في غرفة تفريغ الهواء وتنشيط مهبط كهربائيًا لإنشاء بلازما ذاتية الاستدامة. وتتحول ذرات الغاز إلى أيونات موجبة الشحنة داخل البلازما ويتم تسريعها نحو الهدف، مما يؤدي إلى إزاحة الذرات أو الجزيئات التي تشكل بعد ذلك تيار بخار يترسب على الركيزة على شكل طبقة أو طلاء.
شرح مفصل:
-
إعداد غرفة التفريغ: تبدأ العملية في غرفة تفريغ الهواء حيث يتم تقليل الضغط بشكل كبير للسماح بتحكم أفضل وكفاءة عملية الرش بالرش. تقلل هذه البيئة من وجود غازات أخرى يمكن أن تتداخل مع عملية الترسيب.
-
إدخال غاز الأرجون: يتم إدخال الأرجون، وهو غاز خامل كيميائياً، في غرفة التفريغ. وتضمن طبيعته الخاملة عدم تفاعله مع المواد الموجودة داخل الغرفة، مما يحافظ على سلامة عملية الرش.
-
إنشاء البلازما: يتم تطبيق تيار كهربائي على مهبط داخل الغرفة التي تحتوي على المادة المستهدفة. تعمل هذه الطاقة الكهربائية على تأيين غاز الأرجون، مما يخلق بلازما. وفي هذه الحالة، تفقد ذرات الأرجون الإلكترونات وتصبح أيونات موجبة الشحنة.
-
القصف الأيوني: يتم بعد ذلك تسريع أيونات الأرجون الموجبة الشحنة نحو المادة المستهدفة سالبة الشحنة (المهبط) بسبب المجال الكهربائي. عندما تصطدم هذه الأيونات عالية الطاقة بالهدف، فإنها تزيح الذرات أو الجزيئات من سطح الهدف.
-
الترسيب على الركيزة: تشكل المادة المنزاحة تيار بخار ينتقل عبر الحجرة ويرسب على ركيزة موضوعة في مكان قريب. ويشكّل هذا الترسيب طبقة رقيقة من المادة المستهدفة على الركيزة، وهو أمر بالغ الأهمية في عمليات التصنيع المختلفة مثل أشباه الموصلات والأجهزة البصرية والألواح الشمسية.
-
التطبيقات والاختلافات: يُستخدم الاخرق على نطاق واسع في الصناعات لترسيب الأغشية الرقيقة نظراً لقدرته على التحكم الدقيق في سمك وتوحيد الفيلم. كما يستخدم في فيزياء الأسطح لتنظيف وتحليل التركيب الكيميائي للأسطح.
التصحيح والمراجعة:
المراجع المقدمة متسقة وتصف بدقة عملية الاخرق. لا توجد حاجة إلى تصحيحات واقعية حيث تتوافق الأوصاف بشكل جيد مع الفهم الراسخ لعملية الاخرق كتقنية PVD.
