La pulvérisation est un procédé utilisé pour créer des couches minces sur divers matériaux. Il s'agit d'un type de dépôt physique en phase vapeur (PVD) qui consiste à utiliser un plasma gazeux pour extraire des atomes d'un matériau solide, puis à déposer ces atomes sur une surface. Cette technique est largement utilisée dans des secteurs tels que les semi-conducteurs, les CD, les lecteurs de disques et les appareils optiques. Les films créés par pulvérisation sont connus pour leur excellente uniformité, leur densité, leur pureté et leur adhérence.
Comment fonctionne la pulvérisation cathodique ? Expliqué en 5 étapes simples
1. Installation et chambre à vide
Le processus commence par le placement du matériau à revêtir, appelé substrat, à l'intérieur d'une chambre à vide. Cette chambre est remplie d'un gaz inerte, généralement de l'argon. L'environnement sous vide est important car il empêche la contamination et aide à contrôler les interactions entre le gaz et le matériau cible.
2. Création du plasma
Le matériau cible, qui est la source des atomes du film mince, est chargé négativement, ce qui en fait une cathode. Cette charge négative provoque un flux d'électrons libres à partir de la cathode. Ces électrons entrent en collision avec les atomes d'argon, arrachant des électrons et créant un plasma. Le plasma est constitué d'ions argon chargés positivement et d'électrons libres.
3. Bombardement ionique
Les ions argon chargés positivement sont ensuite accélérés vers la cible chargée négativement en raison d'un champ électrique. Lorsque ces ions énergétiques atteignent la cible, ils délogent les atomes ou les molécules du matériau cible. Ce processus est appelé pulvérisation cathodique.
4. Dépôt du matériau
Les atomes ou molécules délogés de la cible forment un flux de vapeur qui traverse la chambre à vide et se dépose sur le substrat. Il en résulte la formation d'un film mince doté de propriétés spécifiques, telles que la réflectivité ou la résistivité électrique, en fonction du matériau de la cible et du substrat.
5. Variations et améliorations
Il existe différents types de systèmes de pulvérisation, notamment la pulvérisation par faisceau d'ions et la pulvérisation magnétron. La pulvérisation par faisceau d'ions consiste à concentrer un faisceau d'ions et d'électrons directement sur la cible, tandis que la pulvérisation magnétron utilise un champ magnétique pour améliorer la densité du plasma et augmenter la vitesse de pulvérisation. La pulvérisation réactive peut également être utilisée pour déposer des composés tels que des oxydes et des nitrures en introduisant un gaz réactif dans la chambre pendant le processus de pulvérisation.
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