info@kosartech.com
مولف: علی کوثری مهر
تبخیر برهمکنشی فعال شده (ARE) یک روش انباشت لایه نازک است که توسط بونشاه برای انباشت اکسیدها، نیتریدها و کاربیدهای فلزات پیشنهاد شد. فرآیند ARE عموما شامل تبخیر یک فلز یا آلیاژ در حضور پلاسمای گاز برهمکنشی می‌شود. برای مثال پوشش‌های TiC و TiN در این روش بدین صورت انباشت می‌گردند که به ترتیب فلز تیتانیوم در حضور پلاسمای گازهای C2H2 و N2 تبخیر می‌شود. در این فرآیند پلاسما دو نقش اصلی را ایفا می‌کند:
در فرآیند ARE، گونه‌های فاز بخار توسط انرژی گرمایی منقل شده به تارگت تولید می‌شود. نرخ تبخیر به صورت مستقیم با فشار بخار عنصر ماده‌ی هدف تغییر می‌کند که به خودی خود به دمای سطح هدف وابسته است. در این فرآیند، پلاسما بر روی نرخ تبخیر تاثیری ندارد یا تاثیر آن بسیار کوچک است. بنابراین نرخ تولید بخار در فرآیند ARE مستقل از پلاسما است.
در فرآیند ARE، برهمکنش پلاسما با منبع مشکلی جدی در راستای محدود کردن نرخ رشد لایه‌های نازک مرکب ایجاد نمی‌کند. هر ترکیب شیمیایی که بر روی سطح فلز در حال تبخیر تشکیل می‌گردد، احتمالا به دلیل دمای بالای منبع مجددا تجزیه می‌گردد (مخصوصا اگر تحت تاثیر منبع تبخیر حرارتی قوس کاتدی یا باریکه‌ی الکترونی باشد). به دلیل برهکنش‌های بخار با پلاسما، واکنش‌های متعددی می‌تواند در طول انتقال مواد از منبع به زیر لایه رخ دهد. با اینحال، برهمکنش‌هایی مهم در انباشت ARE تجزیه، یونیزه شدن و برانگیختگی ضربه‌ای (اصابت) الکترونی هستند. همچنین زیرلایه‌های در معرض تخلیه‌ی تابان توسط الکترون‌ها، یون‌ها و ذرات خنثی دارای انرژی بمباران می‌شوند. ماهیت و انرژی گونه‌های بمباران کننده در وحله‌ی اول به پارامترهای فرآیند و موقعیت هندسی زیرلایه درون/بیرون منطقه‌ی پلاسما وابسته است. اینگونه بمباران می‌تواند انواعی از واکنش‌ها را آغاز کند که ممکن است موجب گرم شدن زیرلایه، تغییرات شیمیایی سطح زیرلایه، کندوپاش مجدد مواد انباشت شده، داخل شدن گاز در لایه‌ی در حال رشد و همینطور اصلاح اندازه‌ی دانه، جهت‌گیری بلوری، مورفولوژی لایه نازک و ... شود. بنابراین بمباران زیرلایه می‌تواند تاثیری اساسی بر خواص لایه نازک داشته باشد [1-3].
