الرش المغنطروني المغنطروني هو تقنية طلاء قائمة على البلازما تُستخدم لترسيب الأغشية الرقيقة في مختلف تطبيقات علوم المواد. وهي تنطوي على استخدام مجال مغناطيسي لتعزيز كفاءة توليد البلازما، مما يؤدي إلى طرد الذرات من المادة المستهدفة وترسيبها اللاحق على الركيزة. وتُعرف هذه الطريقة بإنتاج أفلام عالية الجودة وقابليتها للتطوير مقارنةً بطرق الترسيب بالبخار الفيزيائي الأخرى (PVD).
شرح تفصيلي:
-
مبدأ الاخرق المغنطروني:
-
تم تطوير الرش المغنطروني المغنطروني لمعالجة قيود تقنيات الرش المغنطروني السابقة، مثل معدلات الترسيب المنخفضة ومعدلات تفكك البلازما المنخفضة. وهو يُدخل مجالاً مغناطيسياً متعامداً مع المجال الكهربائي على سطح الهدف. يحبس هذا المجال المغناطيسي الإلكترونات بالقرب من الهدف، مما يزيد من تفاعلها مع ذرات الغاز (عادةً الأرجون) ويعزز عملية التأين. ويؤدي هذا الإعداد إلى معدل أعلى من التصادمات بين الأيونات النشطة والمادة المستهدفة، مما يؤدي إلى زيادة كفاءة عملية الاخرق.مكونات نظام الاخرق المغنطروني:
-
يشتمل النظام عادةً على غرفة تفريغ، ومادة مستهدفة، وحامل ركيزة، ومغنطرون مغناطيسي، ومزود طاقة. تعتبر غرفة التفريغ ضرورية للحفاظ على ضغط منخفض، مما يقلل من اندماج الغاز في الفيلم ويقلل من فقدان الطاقة في الذرات المنبثقة. والمادة المستهدفة هي مصدر الذرات للترسيب، ويضع حامل الركيزة الركيزة المراد طلاؤها. يولد المغنطرون المجال المغناطيسي اللازم للعملية، ويوفر مزود الطاقة الطاقة الطاقة اللازمة لتأيين الغاز وإخراج الذرات من الهدف.
-
عملية الترسيب:
-
في عملية الرش المغنطروني المغنطروني، تكون المادة المستهدفة سالبة الشحنة، مما يجذب الأيونات النشطة موجبة الشحنة من البلازما. تتصادم هذه الأيونات مع الهدف، مما يتسبب في طرد الذرات وترسيبها على الركيزة. يقوم المجال المغناطيسي بحصر الإلكترونات بالقرب من الهدف، مما يزيد من كثافة البلازما ومعدل توليد الأيونات، وهذا بدوره يزيد من معدل الرش.المزايا:
يُفضَّل الرش المغناطيسي المغناطيسي لقدرته على إنتاج أفلام عالية الجودة بسرعة عالية نسبيًا وبسرعة عالية نسبيًا مع تلف أقل للركيزة مقارنة بالطرق الأخرى. تعمل في درجات حرارة منخفضة، مما يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من المواد والتطبيقات. وتعد قابلية التوسع في العملية ميزة أخرى مهمة، مما يسمح بطلاء مساحات كبيرة أو ركائز متعددة في وقت واحد.
