الفصل الأول: الترسيب الكيميائي للبخار المعزز بالبلازما

الترسيب الكيميائي للبخار (CVD). كما يوحي الاسم، هي تقنية تستخدم مواد أولية غازية لتكوين أغشية صلبة من خلال تفاعلات كيميائية ذرية وجزيئية. على عكس الترسيب الفيزيائي للبخار (PVD)، تُجرى عملية الترسيب الكيميائي للبخار في الغالب في بيئة ذات ضغط أعلى (فراغ أقل)، حيث يُستخدم الضغط العالي بشكل أساسي لزيادة معدل ترسيب الغشاء. يمكن تصنيف الترسيب الكيميائي للبخار إلى نوعين: الترسيب الكيميائي للبخار العام (المعروف أيضًا بالترسيب الكيميائي للبخار الحراري) والترسيب الكيميائي للبخار المُعزز بالبلازما (PECVD)، وذلك بناءً على استخدام البلازما في عملية الترسيب. يركز هذا القسم على تقنية PECVD، بما في ذلك عملية الترسيب ومعداتها الشائعة الاستخدام ومبدأ عملها.

يُعدّ الترسيب الكيميائي للبخار المُعزز بالبلازما تقنيةً لترسيب الأغشية الرقيقة باستخدام بلازما التفريغ المتوهج للتأثير على عملية الترسيب أثناء حدوث عملية الترسيب الكيميائي للبخار تحت ضغط منخفض. وبناءً على ذلك، تعتمد تقنية الترسيب الكيميائي للبخار التقليدية على درجات حرارة أعلى للركيزة لتحقيق التفاعل الكيميائي بين المواد الغازية وترسيب الأغشية الرقيقة، ولذا يُمكن تسميتها بتقنية الترسيب الكيميائي للبخار الحراري.

في جهاز الترسيب الكيميائي للبخار المعزز بالبلازما (PECVD)، يتراوح ضغط الغاز العامل بين 5 و500 باسكال، وتصل كثافة الإلكترونات والأيونات إلى 10⁹ إلى 10¹² إلكترون/سم³، بينما يصل متوسط ​​طاقة الإلكترونات إلى 1 إلى 10 إلكترون فولت. ما يميز طريقة PECVD عن طرق الترسيب الكيميائي للبخار الأخرى هو احتواء البلازما على عدد كبير من الإلكترونات عالية الطاقة، والتي توفر طاقة التنشيط اللازمة لعملية الترسيب الكيميائي للبخار. يُعزز تصادم الإلكترونات مع جزيئات الطور الغازي عمليات التحلل والتخليق الكيميائي والإثارة والتأين لجزيئات الغاز، مما يُولد مجموعات كيميائية شديدة التفاعل، وبالتالي يُقلل بشكل كبير من نطاق درجة حرارة ترسيب الأغشية الرقيقة بتقنية الترسيب الكيميائي للبخار، مما يُتيح إمكانية تنفيذ عملية الترسيب الكيميائي للبخار، التي تتطلب عادةً درجات حرارة عالية، في درجات حرارة منخفضة. تتمثل ميزة ترسيب الأغشية الرقيقة في درجات الحرارة المنخفضة في أنها تستطيع تجنب الانتشار غير الضروري والتفاعل الكيميائي بين الغشاء والركيزة، والتغيرات الهيكلية وتدهور مادة الغشاء أو الركيزة، والإجهادات الحرارية الكبيرة في الغشاء والركيزة.

– نُشر هذا المقال بواسطةمصنع آلات الطلاء بالتفريغقوانغدونغ تشنهوا