Un système de vide, tel qu'il est utilisé dans la pulvérisation, est un composant essentiel d'un système de revêtement par pulvérisation. Ce système est utilisé pour déposer des couches minces de matériaux conducteurs d'électricité sur des microcircuits ou d'autres substrats. Le système de vide garantit que le processus se déroule dans un environnement contrôlé avec une interférence minimale des contaminants.
Le système de vide se compose d'une chambre à vide, qui est mise sous vide à une pression de base afin d'éliminer toutes les molécules de gaz résiduelles, telles que H2O, l'air, H2 et Ar. Cette pression de base se situe généralement dans la plage du vide poussé, autour de 10-6 mbar ou mieux, afin de garantir la propreté des surfaces et d'éviter toute contamination.
Une fois la chambre mise sous vide, un gaz inerte de haute pureté, généralement de l'argon, est introduit dans la chambre. Ce gaz sert de gaz de pulvérisation et joue un rôle crucial dans le processus de pulvérisation. Il transporte l'énergie cinétique lors de l'impact des collisions moléculaires à haute énergie dans le plasma, ce qui crée les ions gazeux qui sont la principale force motrice du dépôt de couches minces par pulvérisation cathodique. La pression pendant le dépôt par pulvérisation est généralement de l'ordre du mTorr, allant de 10-3 à quelques 10-2 mbar.
Le processus de pulvérisation proprement dit consiste à appliquer un courant électrique continu au matériau de revêtement cible, qui sert de cathode ou de point de polarisation négatif où les électrons pénètrent dans le système. Le substrat à revêtir reçoit également une charge positive et devient l'anode. Le courant électrique continu est généralement compris entre -2 et -5 kV.
La cible de pulvérisation, qui est le matériau à utiliser comme revêtement, est placée dans la chambre à vide parallèlement au substrat. Lorsque les particules de pulvérisation, qui ont une énergie cinétique élevée, touchent la surface de la cible, les atomes de la cible sont "expulsés" et volent vers le substrat, où ils forment un film. Les particules de la cible couvrent le substrat uniformément et rapidement. La faible température des particules pulvérisées permet de recouvrir de céramique ou de métal des substrats sensibles à la chaleur, comme les plastiques.
Dans certains cas, si le substrat est très sensible, la chambre à vide peut être remplie dans une certaine mesure d'un gaz inerte. Cela permet de contrôler l'énergie cinétique des particules provenant de la cible, car elles peuvent subir des collisions et perdre une partie de leur vitesse avant d'être déposées sur le substrat.
Dans l'ensemble, le système de vide dans la pulvérisation est crucial pour créer un environnement contrôlé et garantir le dépôt de films minces propres, uniformes et de haute qualité sur les substrats.
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