Le processus de pulvérisation, bien que polyvalent et largement utilisé, présente plusieurs limites qui affectent son efficacité et son applicabilité. Ces limites comprennent les difficultés de combinaison avec le lift-off pour la structuration des films, les défis du contrôle actif pour la croissance couche par couche et l'incorporation de gaz inertes en tant qu'impuretés dans le film. En outre, des variantes spécifiques comme la pulvérisation magnétron sont confrontées à des problèmes tels que les faibles taux d'utilisation des cibles, l'instabilité du plasma et les limites de la pulvérisation de matériaux fortement magnétiques à basse température.
Difficulté de combiner la pulvérisation avec le décollage pour structurer les films :
La pulvérisation implique un processus de transport diffus, ce qui signifie que les atomes ne sont pas dirigés avec précision vers le substrat. Cette caractéristique fait qu'il est difficile d'ombrer complètement ou de limiter l'endroit où les atomes se déposent, ce qui peut entraîner des problèmes de contamination. L'incapacité à contrôler précisément le site de dépôt complique l'intégration de la pulvérisation avec les processus de décollement, qui sont essentiels pour structurer les films en microélectronique et dans d'autres applications de précision.Défis du contrôle actif pour la croissance couche par couche :
Comparée à d'autres techniques de dépôt comme le dépôt par laser pulsé, la pulvérisation cathodique présente des limites dans le contrôle actif de la croissance couche par couche. Ceci est particulièrement important dans les applications nécessitant une épaisseur et une composition de film précises et contrôlées. L'absence de contrôle précis peut entraîner des incohérences dans les propriétés du film, ce qui affecte les performances globales des matériaux.
Incorporation de gaz inertes comme impuretés :
Au cours de la pulvérisation, les gaz inertes utilisés dans le processus peuvent être piégés ou incorporés dans le film en croissance, agissant comme des impuretés. Ces impuretés peuvent dégrader la qualité et les performances des films déposés, en particulier dans les applications où la pureté est essentielle, comme dans la fabrication des semi-conducteurs.Limites spécifiques de la pulvérisation magnétron :
La pulvérisation magnétron, une variante couramment utilisée, présente ses propres inconvénients. Le champ magnétique annulaire utilisé dans cette technique confine le plasma à des zones spécifiques, ce qui entraîne une usure inégale du matériau cible et de faibles taux d'utilisation, souvent inférieurs à 40 %. Il en résulte un gaspillage important de matériaux et une augmentation des coûts. En outre, cette technique se heurte à la difficulté d'obtenir une pulvérisation à grande vitesse et à basse température pour les matériaux fortement magnétiques, en raison des limites de l'application des champs magnétiques externes.
