La pulvérisation métallique est un procédé de dépôt par plasma utilisé pour créer des couches minces sur des substrats.
Le processus consiste à accélérer des ions énergétiques vers un matériau cible, qui est généralement un métal.
Lorsque les ions frappent la cible, des atomes sont éjectés ou pulvérisés de sa surface.
Ces atomes pulvérisés se déplacent ensuite vers le substrat et s'incorporent dans un film en croissance.
Comment fonctionne la pulvérisation métallique ? 5 étapes clés expliquées
1. Mise en place de la chambre à vide
Le processus de pulvérisation commence par le placement du matériau cible et du substrat dans une chambre à vide.
Un gaz inerte, tel que l'argon, est introduit dans la chambre.
Une source d'énergie est utilisée pour ioniser les atomes de gaz, en leur donnant une charge positive.
Les ions de gaz chargés positivement sont alors attirés par le matériau cible chargé négativement.
2. Collision ionique et pulvérisation
Lorsque les ions gazeux entrent en collision avec le matériau cible, ils déplacent ses atomes et les brisent en un jet de particules.
Ces particules, appelées particules pulvérisées, traversent la chambre à vide et atterrissent sur le substrat, formant un revêtement en couche mince.
La vitesse de pulvérisation dépend de divers facteurs tels que le courant, l'énergie du faisceau et les propriétés physiques du matériau cible.
3. Pulvérisation magnétron
La pulvérisation magnétron est un type spécifique de technique de pulvérisation qui offre des avantages par rapport aux autres méthodes de revêtement sous vide.
Elle permet des taux de dépôt élevés, la possibilité de pulvériser n'importe quel métal, alliage ou composé, des films d'une grande pureté, une excellente couverture des étapes et des petites caractéristiques, et une bonne adhérence des films.
Elle permet également de revêtir des substrats sensibles à la chaleur et d'obtenir une uniformité sur des substrats de grande surface.
4. Transfert d'énergie et pulvérisation
Dans la pulvérisation magnétron, une tension négative est appliquée au matériau cible, attirant les ions positifs et induisant une grande énergie cinétique.
Lorsque les ions positifs entrent en collision avec la surface de la cible, l'énergie est transférée au site du réseau.
Si l'énergie transférée est supérieure à l'énergie de liaison, des atomes primaires de recul sont créés, qui peuvent ensuite entrer en collision avec d'autres atomes et distribuer leur énergie par le biais de cascades de collisions.
Il y a pulvérisation lorsque l'énergie transférée dans une direction normale à la surface est supérieure à environ trois fois l'énergie de liaison de la surface.
5. Applications et avantages
Dans l'ensemble, la pulvérisation de métaux est un procédé polyvalent et précis utilisé pour créer des films minces présentant des propriétés spécifiques telles que la réflectivité, la résistivité électrique ou ionique, etc.
Elle trouve des applications dans divers secteurs, notamment la microélectronique, les écrans, les cellules solaires et le verre architectural.
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