Le plasma est généré lors de la pulvérisation cathodique par un processus appelé ionisation gazeuse. Il s'agit de créer un environnement gazeux à basse pression à l'intérieur d'une chambre à vide et d'introduire un gaz, généralement un gaz inerte comme l'argon. Une haute tension est ensuite appliquée au gaz, ce qui ionise les atomes et crée un plasma. La tension nécessaire à l'ionisation d'un gaz dépend du gaz utilisé et de sa pression. Pour l'argon, un gaz couramment utilisé dans la pulvérisation, le potentiel d'ionisation est d'environ 15,8 électronvolts (eV).
La génération de plasma dans la pulvérisation est cruciale car elle facilite l'interaction entre le gaz de pulvérisation et le matériau cible. Lorsque le plasma est généré, les ions du gaz entrent en collision avec la surface de la cible. Ces collisions sont suffisamment énergétiques pour déloger les atomes de la surface de la cible et les éjecter dans la phase gazeuse. Ce processus est fondamental pour le mécanisme de pulvérisation, où les atomes éjectés se déplacent et se déposent sur un substrat, formant un film mince.
Le choix d'utiliser des gaz inertes comme l'argon ou le xénon comme gaz de pulvérisation est stratégique. Ces gaz ne réagissent pas avec le matériau cible et ne se combinent pas avec les gaz de traitement, et leur poids moléculaire élevé contribue à des vitesses de pulvérisation et de dépôt plus élevées. La nature inerte de ces gaz garantit le maintien de l'intégrité du matériau cible tout au long du processus de pulvérisation, ce qui est essentiel pour obtenir les propriétés souhaitées dans le film déposé.
En résumé, le plasma est généré par l'ionisation d'un gaz de pulvérisation, généralement un gaz inerte, dans une chambre à vide à l'aide d'une haute tension. Cette ionisation crée un environnement plasma dans lequel les ions du gaz peuvent interagir efficacement avec le matériau cible, ce qui entraîne l'éjection et le dépôt d'atomes cibles sur un substrat. Ce processus est contrôlé et optimisé par des facteurs tels que la pression du gaz, la tension et le positionnement du substrat afin de garantir un revêtement uniforme.
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