إن الرش بالمغناطيسية هو طريقة متعددة الاستخدامات ومستخدمة على نطاق واسع لترسيب الأغشية الرقيقة، وهي معروفة بشكل خاص بقدرتها على ترسيب مجموعة واسعة من المواد بنقاوة عالية والتصاق ممتاز بالركائز. وتُعد هذه التقنية جزءًا من طرق الترسيب الفيزيائي للبخار (PVD) وتعمل في ظروف التفريغ.
ملخص العملية:
ينطوي رش المغنطرون على استخدام المغنطرون المغنطروني، وهو جهاز يولد بلازما عن طريق تطبيق جهد عالي بين قطبين في جو غاز خامل منخفض الضغط، عادةً ما يكون الأرجون. وتعمل المادة المستهدفة، وهي المادة التي سيتم ترسيبها كغشاء رقيق، بمثابة المهبط. وتقوم أيونات البلازما بقصف الهدف، مما يؤدي إلى قذف الذرات أو الجزيئات وترسيبها بعد ذلك على الركيزة، مما يؤدي إلى تكوين طبقة رقيقة.
-
الشرح التفصيلي:
- الإعداد والتشغيل:الأقطاب والغاز:
- يتم وضع قطبين في غرفة تفريغ مملوءة بغاز خامل منخفض الضغط. يتم تركيب المادة المستهدفة على المهبط.توليد البلازما:
- يتم تطبيق جهد عالٍ، مما يؤدي إلى تأيين الغاز وبدء تفريغ التوهج. يحبس المجال المغناطيسي الناتج عن المغناطيس الموجود أسفل الكاثود الإلكترونات، مما يزيد من طول مسارها ويعزز التأين.الاخرق:
-
تتسارع الأيونات من البلازما نحو الهدف، فتصطدم به وتتسبب في قذف المواد. ثم تترسب هذه المادة على ركيزة موضوعة فوق الهدف.
- المزايا:تعدد استخدامات المواد:
- على عكس الطرق الأخرى، يمكن أن يترسب الاخرق المغنطروني أي مادة تقريبًا دون الحاجة إلى ذوبانها أو تبخرها.النقاء العالي والالتصاق:
- الأغشية المنتجة عالية النقاء وتلتصق جيداً بالركيزة، وهو أمر ضروري للعديد من التطبيقات.التوحيد والاتساق:
-
تضمن هذه الطريقة ترسيباً موحداً ومتسقاً للأفلام، وهو أمر ضروري لتطبيقات مثل تصنيع أشباه الموصلات.
- العيوب:التكلفة ومعدل الترسيب:
-
يمكن أن تكون معدات الرش المغنطروني باهظة الثمن، كما أن معدل الترسيب أبطأ مقارنة ببعض الطرق الأخرى.
- التطبيقات:التطبيقات المبكرة:
- كان أحد التطبيقات المبكرة في إنتاج الأقراص الصلبة للكمبيوتر.الاستخدامات الحالية:
يُستخدم على نطاق واسع في صناعة أشباه الموصلات، والبصريات، والإلكترونيات الدقيقة، والمنسوجات، والتشغيل الآلي لترسيب الأغشية الرقيقة من مواد مختلفة.مراجعة التصحيح:
