La pulvérisation cathodique est une technique utilisée pour créer des couches minces en éjectant un matériau d'une cible et en le déposant sur un substrat.
Les 6 étapes de la pulvérisation
1. Mise sous vide de la chambre de dépôt
Le processus commence par l'évacuation de la chambre de dépôt à une pression très basse, généralement de l'ordre de 10^-6 torr.
Cette étape est cruciale pour éliminer tout contaminant et réduire la pression partielle des gaz de fond.
2. Introduction du gaz de pulvérisation
Après avoir atteint le vide souhaité, un gaz inerte tel que l'argon ou le xénon est introduit dans la chambre.
Le choix du gaz dépend des exigences spécifiques du processus de pulvérisation et du matériau déposé.
3. Génération de plasma
Une tension est appliquée entre deux électrodes dans la chambre pour générer une décharge lumineuse, qui est un type de plasma.
Ce plasma est essentiel pour l'ionisation du gaz de pulvérisation.
4. Ionisation des atomes de gaz
Dans le plasma généré, les électrons libres entrent en collision avec les atomes du gaz de pulvérisation, ce qui leur fait perdre des électrons et les transforme en ions chargés positivement.
Ce processus d'ionisation est essentiel pour l'accélération ultérieure des ions.
5. Accélération des ions vers la cible
Sous l'effet de la tension appliquée, ces ions positifs sont accélérés vers la cathode (l'électrode chargée négativement), qui est le matériau cible.
L'énergie cinétique des ions est suffisante pour déloger les atomes ou les molécules du matériau cible.
6. Dépôt du matériau pulvérisé
Le matériau délogé de la cible forme un flux de vapeur qui traverse la chambre et se dépose sur le substrat, formant un film mince ou un revêtement.
Ce processus de dépôt se poursuit jusqu'à ce que l'épaisseur ou la couverture souhaitée soit atteinte.
Autres considérations
Préparation avant le dépôt
Le substrat est monté sur un support dans une chambre à sas, qui est également maintenue sous vide.
Cette configuration garantit que le substrat est exempt de contaminants lorsqu'il entre dans la chambre de dépôt.
Pulvérisation magnétron
Dans certains systèmes de pulvérisation, des aimants sont placés derrière le matériau cible pour confiner les électrons dans le gaz de pulvérisation, ce qui améliore le processus d'ionisation et l'efficacité de la pulvérisation.
Pulvérisation par faisceau d'ions
Cette variante consiste à concentrer un faisceau d'ions et d'électrons directement sur la cible pour pulvériser un matériau sur un substrat, ce qui permet un contrôle plus précis du processus de dépôt.
Chaque étape du processus de pulvérisation est méticuleusement contrôlée pour garantir la qualité et les propriétés du film mince déposé.
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