فريق التقنية · Kintek Solution

الاخرق هو عملية ترسيب قائمة على التفريغ حيث يلعب الضغط داخل الغرفة دورًا حاسمًا في تحديد جودة وخصائص الطبقة الرقيقة المودعة.ويتضمن الضغط النموذجي للترسيب الاخرق مرحلتين رئيسيتين: تحقيق ضغط أساسي منخفض (عادةً أقل من 1×10-⁶ تور) لضمان بيئة نظيفة وإدخال غاز الاخرق (مثل الأرجون) عند ضغط متحكم فيه (عادةً في نطاق 1×10-³ إلى 1×10-² تور) لتوليد البلازما.ويضمن الضغط الأساسي الحد الأدنى من التلوث، بينما يؤثر ضغط غاز الرش على توزيع طاقة الأيونات ومتوسط المسار الحر للجسيمات وكفاءة الترسيب الكلية.وتساهم عوامل مثل نوع مصدر الطاقة (تيار مستمر أو ترددات لاسلكية) والمواد المستهدفة وخصائص الفيلم المرغوبة في تحسين متطلبات الضغط.ويُعد فهم هذه الضغوط والتحكم فيها أمرًا ضروريًا لتحسين نتائج الاخرق.

شرح النقاط الرئيسية:

1. الضغط الأساسي للتبخير:

   • الضغط الأساسي هو مستوى التفريغ الأولي الذي يتم تحقيقه قبل إدخال غاز الاخرق.وهو يضمن بيئة نظيفة عن طريق إزالة الملوثات مثل الأكسجين وبخار الماء.
   • الضغط الأساسي النموذجي: أقل من 1×10-⁶ تور.
   • الأهمية:يعد الضغط الأساسي المنخفض أمرًا بالغ الأهمية بالنسبة للمواد التي تتفاعل بسهولة مع الأكسجين أو الماء، حيث يمنع الأكسدة والتلوث أثناء الترسيب.

2. ضغط غاز الاخرق:

   • بعد تحقيق الضغط الأساسي، يتم إدخال غاز الاخرق (عادةً الأرجون) في الغرفة.
   • ضغط التشغيل النموذجي: 1×10-³ إلى 1×10-² تور.
   • دور الضغط: يحدد ضغط غاز الرشّ متوسط المسار الحر للأيونات والذرات، مما يؤثر على توزيع الطاقة واتجاه الجسيمات المرشوشة.
   • ضغوط أعلى (على سبيل المثال، 1×10-^2 تور):زيادة التصادمات بين الأيونات وذرات الغاز، مما يؤدي إلى حركة انتشارية وتغطية أفضل على ركائز معقدة.
   • ضغوط أقل (على سبيل المثال، 1×10-³ تور):السماح بالحركة الباليستية للأيونات، مما يؤدي إلى تأثيرات ذات طاقة أعلى وكثافة غشاء أفضل.

3. تأثير الضغط على توليد البلازما:

   • الضغط هو معلمة حاسمة لتكوين البلازما، وهو أمر ضروري للرش.
   • يتم تطبيق جهد سالب عالٍ (-0.5 إلى -3 كيلو فولت) على المهبط، وتعمل الحجرة كأنود.
   • عند الضغط الصحيح، يتأين غاز الرشاش، مما يخلق بلازما تمكن عملية الرش.
   • ويؤثر الضغط على كثافة البلازما وطاقة الأيونات، والتي بدورها تؤثر على معدل الترسيب وجودة الفيلم.

4. الضغط ومتوسط المسار الحر:

   • المسار الحر المتوسط هو متوسط المسافة التي يقطعها الجسيم قبل أن يصطدم بجسيم آخر.
   • عند الضغوط الأعلى، يكون متوسط المسار الحر أقصر، مما يؤدي إلى مزيد من التصادمات والحركة الانتشارية للجسيمات المتطايرة.
   • وعند الضغوط المنخفضة، يكون المسار الحر المتوسط أطول، مما يسمح للجسيمات بالانتقال الكروي والترسيب بطاقة أعلى.
   • ويعد هذا التوازن أمرًا بالغ الأهمية للتحكم في خصائص الفيلم مثل الكثافة والالتصاق والتجانس.

5. التحكم في الضغط وتصميم النظام:

   • يستخدم نظام التحكم في الضغط لتنظيم الضغط الكلي أثناء عملية الاخرق.
   • ويضمن هذا النظام استقرار وتكرار عملية الاخرق.
   • تؤثر عوامل مثل سرعة المضخة ومعدل تدفق الغاز وحجم الغرفة على التحكم في الضغط.

6. تأثير الضغط على جودة الفيلم:

   • يؤثر الضغط بشكل مباشر على الطاقة الحركية للجسيمات المبثوقة وحركتها السطحية.
   • يمكن للضغوط الأعلى أن تحسن التغطية المتدرجة على الأشكال الهندسية المعقدة ولكنها قد تقلل من كثافة الفيلم.
   • تعمل الضغوط المنخفضة على تحسين كثافة الفيلم والالتصاق ولكنها قد تتطلب أوقات ترسيب أطول.
   • يعتمد الضغط الأمثل على المادة المستهدفة وهندسة الركيزة وخصائص الفيلم المطلوبة.

7. دور مصدر الطاقة في تحسين الضغط الأمثل:

   • يؤثر نوع مصدر الطاقة (تيار مستمر أو تردد لاسلكي) على متطلبات الضغط.
   • الاخرق بالتيار المستمر:يستخدم عادةً للمواد الموصلة ويعمل بضغوط أعلى قليلاً.
   • رش الترددات اللاسلكية:مناسب للمواد العازلة وغالبًا ما يتطلب ضغطًا أقل للحفاظ على استقرار البلازما.
   • يؤثر اختيار مصدر الطاقة على معدل الترسيب وتوافق المواد والتكلفة.

8. اعتبارات عملية لاختيار الضغط:

   • تؤثر المادة المستهدفة ومردود الاخرق (عدد الذرات المقذوفة لكل أيون) على الضغط الأمثل.
   • وتلعب درجة حرارة الركيزة والهندسة أيضاً دوراً في تحديد الضغط المثالي.
   • وبالنسبة للتقنيات فائقة الحرارة، يعد التحكم الدقيق في الضغط أمرًا ضروريًا لتحقيق توزيع الطاقة المطلوب للذرات المرشوشة.

ومن خلال التحكم الدقيق في الضغط الأساسي وضغط غاز الرش بعناية، يمكن للمصنعين تحسين عملية الرش بالرش لتحقيق أغشية رقيقة عالية الجودة بالخصائص المطلوبة.إن فهم التفاعل بين الضغط وتوليد البلازما وديناميكيات الجسيمات هو مفتاح الترسيب الناجح للأغشية الرقيقة.

جدول ملخص:

الجانب	التفاصيل
الضغط الأساسي	أقل من 1 × 10 ⁶ تور؛ يضمن بيئة نظيفة عن طريق إزالة الملوثات.
ضغط غاز الاخرق	1×10-³ إلى 1×10-² تور؛ يؤثر على طاقة الأيونات ومتوسط المسار الحر والكفاءة.
توليد البلازما	يؤثر الضغط على كثافة البلازما وطاقة الأيونات ومعدل الترسيب.
متوسط المسار الحر	الضغط الأعلى: مسار أقصر، حركة انتشارية.ضغط أقل: مسار أطول، حركة باليستية.
جودة الفيلم	ضغط أعلى: تغطية أفضل.ضغط أقل: كثافة والتصاق أعلى.
مصدر الطاقة	التيار المستمر: ضغط أعلى للمواد الموصلة.الترددات اللاسلكية: ضغط أقل للعوازل.

تحسين عملية الاخرق الخاصة بك للحصول على أغشية رقيقة فائقة الجودة- اتصل بخبرائنا اليوم !