Le plasma est créé lors de la pulvérisation magnétron par un processus appelé ionisation du gaz. Ce processus comprend plusieurs étapes et composants clés. Voyons cela en détail :
4 étapes clés de la création de plasma par pulvérisation magnétron
1. Installation de la chambre à vide
Le processus commence dans une chambre à vide. La pression à l'intérieur de la chambre est réduite pour créer un environnement à basse pression. Cette étape est cruciale pour la production efficace de plasma.
2. Introduction du gaz de pulvérisation
Un gaz inerte, généralement de l'argon ou du xénon, est introduit dans la chambre à vide. Les gaz inertes sont choisis parce qu'ils ne réagissent pas avec le matériau cible ou d'autres gaz de traitement. Ils permettent également d'obtenir des vitesses de pulvérisation et de dépôt plus élevées en raison de leur poids moléculaire élevé.
3. Application d'une haute tension
Une haute tension est appliquée au gaz dans la chambre. Pour l'argon, qui est couramment utilisé, le potentiel d'ionisation est d'environ 15,8 électronvolts (eV). Cette haute tension ionise les atomes du gaz, créant ainsi un plasma.
4. Rôle du magnétron dans la génération du plasma
Dans la pulvérisation magnétron, un champ magnétique fermé est superposé à la surface de la cible. Ce champ magnétique améliore l'efficacité de la génération de plasma en augmentant la probabilité de collisions entre les électrons et les atomes d'argon près de la surface de la cible.
Amélioration de la génération de plasma avec un magnétron
Amélioration du champ magnétique
Le champ magnétique piège les électrons et les fait tourner en spirale autour de la cible. Ces électrons entrent en collision avec les atomes de gaz voisins, les ionisant et entretenant le plasma. Cette cascade de collisions génère des électrons secondaires qui augmentent encore la production et la densité du plasma.
Processus de pulvérisation
Le plasma généré contient des ions chargés positivement. Ces ions sont accélérés vers la cible chargée négativement par un champ électrique. L'impact de ces ions à haute énergie sur la surface de la cible déloge les atomes de la cible.
Dépôt sur le substrat
Les atomes délogés se déplacent de la cible vers le substrat, où ils se condensent et forment un film mince. Le substrat est généralement placé dans une position garantissant un revêtement uniforme, ce qui peut impliquer l'utilisation d'un porte-substrat rotatif ou mobile.
Conclusion
La création d'un plasma dans la pulvérisation magnétron est un processus dynamique impliquant l'ionisation du gaz, l'application d'une haute tension et l'utilisation stratégique d'un champ magnétique pour renforcer et entretenir le plasma. Ce plasma facilite ensuite le processus de pulvérisation, au cours duquel des atomes cibles sont éjectés et déposés sur un substrat, formant un film mince.
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