La fabrication du plasma par pulvérisation cathodique comporte plusieurs étapes clés. Voici une description détaillée pour vous aider à mieux comprendre le processus.
11 étapes pour comprendre le processus de fabrication du plasma par pulvérisation cathodique
Étape 1 : Mise en place de la chambre à vide
Le processus de pulvérisation commence par une chambre à vide. Cette chambre contient le matériau cible, le substrat et les électrodes RF.
Étape 2 : Introduction du gaz de pulvérisation
Un gaz inerte tel que l'argon ou le xénon est introduit dans la chambre. Ces gaz sont choisis parce qu'ils ne réagissent pas avec le matériau cible ou d'autres gaz de traitement.
Étape 3 : Application de la haute tension
La haute tension est appliquée entre la cathode et l'anode. La cathode est située directement derrière la cible de pulvérisation, et l'anode est reliée à la chambre en tant que masse électrique.
Étape 4 : Accélération des électrons
Les électrons présents dans le gaz de pulvérisation sont accélérés loin de la cathode. Cela provoque des collisions avec les atomes voisins du gaz de pulvérisation.
Étape 5 : Ionisation par collisions
Ces collisions entraînent une répulsion électrostatique. Celle-ci arrache des électrons aux atomes du gaz de pulvérisation, ce qui provoque l'ionisation.
Étape 6 : Accélération des ions positifs
Les ions positifs du gaz de pulvérisation sont ensuite accélérés vers la cathode chargée négativement. Cela entraîne des collisions à haute énergie avec la surface de la cible.
Étape 7 : Éjection des atomes de la cible
Chaque collision peut entraîner l'éjection d'atomes à la surface de la cible dans le vide. Ces atomes ont suffisamment d'énergie cinétique pour atteindre la surface du substrat.
Étape 8 : Dépôt du film
Les atomes éjectés de la cible se déplacent et se déposent sur le substrat sous forme de film. C'est ainsi que se forme le revêtement souhaité.
Étape 9 : Augmentation des taux de dépôt
Pour augmenter les taux de dépôt, des gaz de poids moléculaire élevé comme l'argon ou le xénon sont généralement choisis comme gaz de pulvérisation. Pour la pulvérisation réactive, des gaz comme l'oxygène ou l'azote peuvent être introduits pendant la croissance du film.
Étape 10 : Création du plasma à haute pression
Le plasma est créé à des pressions relativement élevées (10-1 à 10-3 mbar). Il est important de commencer par une pression plus basse avant d'introduire de l'argon afin d'éviter toute contamination due à des gaz résiduels.
Étape 11 : Variation de la forme et du matériau de la cible
La forme et le matériau de la cible de pulvérisation peuvent être modifiés pour créer différents types de couches minces et d'alliages au cours d'une même opération.
En résumé, le plasma est créé par l'ionisation d'un gaz de pulvérisation, généralement un gaz inerte comme l'argon, par le biais de collisions avec des électrons à haute énergie. Ces ions bombardent ensuite le matériau cible, provoquant l'éjection d'atomes qui se déposent sur le substrat sous la forme d'un film mince.
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