La pulvérisation cathodique est une technique de dépôt physique en phase vapeur (PVD) utilisée pour déposer des couches minces de matériaux sur un substrat. Le processus consiste à créer un vide dans une chambre, à introduire un gaz tel que l'argon et à appliquer une tension de courant continu (CC) à un matériau cible. Cette tension ionise le gaz, formant un plasma qui bombarde la cible d'ions. L'impact de ces ions provoque l'éjection, ou "pulvérisation", d'atomes de la cible dans le plasma. Ces atomes traversent ensuite le vide et se déposent sur le substrat, formant un film mince.
Création d'un vide :
La première étape de la pulvérisation cathodique consiste à créer un vide à l'intérieur de la chambre de traitement. Cette étape est cruciale pour plusieurs raisons. Tout d'abord, il permet d'allonger le libre parcours moyen des particules, c'est-à-dire la distance moyenne parcourue par une particule avant d'entrer en collision avec une autre. Dans un environnement à basse pression, les particules peuvent parcourir de plus longues distances sans entrer en collision, ce qui permet un dépôt plus uniforme et plus lisse du matériau cible sur le substrat.Formation du plasma :
Une fois le vide établi, un gaz, généralement de l'argon, est introduit dans la chambre. Une tension continue est ensuite appliquée entre la cible (cathode) et le substrat ou les parois de la chambre (anode). Cette tension ionise le gaz argon, créant un plasma composé d'ions argon et d'électrons.
Bombardement et pulvérisation :
Les ions argon du plasma sont accélérés vers la cible chargée négativement par le champ électrique. Lorsque ces ions entrent en collision avec la cible, ils transfèrent leur énergie cinétique aux atomes de la cible, ce qui entraîne l'éjection de certains d'entre eux de la surface. Ce processus est connu sous le nom de pulvérisation cathodique.Dépôt sur le substrat :
Les atomes pulvérisés traversent le vide et se déposent sur le substrat. Comme le libre parcours moyen est long en raison du vide, les atomes peuvent se déplacer directement de la cible au substrat sans diffusion importante, ce qui permet d'obtenir un film mince uniforme et de haute qualité.
