La principale différence entre la pulvérisation RF (radiofréquence) et la pulvérisation DC (courant continu) réside dans la source d'énergie et la méthode d'ionisation du gaz et de pulvérisation du matériau cible. La pulvérisation RF utilise une source d'énergie CA (courant alternatif) qui alterne la polarité, ce qui permet de pulvériser des matériaux non conducteurs sans provoquer d'accumulation de charges sur la cible. En revanche, la pulvérisation DC utilise une source d'énergie DC, qui convient mieux aux matériaux conducteurs mais peut entraîner une accumulation de charges sur les cibles non conductrices, ce qui entrave le processus de pulvérisation.
1. Source d'énergie et exigences en matière de pression :
- Pulvérisation DC : Elle utilise une source d'alimentation en courant continu nécessitant généralement 2 000 à 5 000 volts. Elle fonctionne à des pressions de chambre plus élevées, de l'ordre de 100 mTorr, ce qui peut entraîner davantage de collisions entre les particules de plasma chargées et le matériau cible.
- Pulvérisation RF : Elle utilise une source d'alimentation en courant alternatif d'une fréquence de 13,56 MHz, nécessitant une tension de 1 012 volts ou plus. Elle permet de maintenir le plasma gazeux à une pression nettement plus basse, inférieure à 15 mTorr, ce qui réduit le nombre de collisions et offre une voie d'accès plus directe pour la pulvérisation.
2. Adéquation du matériau cible :
- Pulvérisation DC : Idéale pour les matériaux conducteurs car elle ionise directement le plasma gazeux par bombardement d'électrons. Cependant, elle peut entraîner une accumulation de charges sur les cibles non conductrices, ce qui repousse le bombardement ionique ultérieur et peut interrompre le processus de pulvérisation.
- Pulvérisation RF : Efficace pour les matériaux conducteurs et non conducteurs. Le courant alternatif empêche l'accumulation de charges sur la cible en neutralisant les ions positifs collectés à la surface de la cible pendant le demi-cycle positif et en pulvérisant les atomes de la cible pendant le demi-cycle négatif.
3. Mécanisme de pulvérisation :
- Pulvérisation DC : Elle implique un bombardement ionique direct de la cible par des électrons énergétiques, ce qui peut provoquer des arcs électriques et l'arrêt du processus de pulvérisation si la cible n'est pas conductrice.
- Pulvérisation RF : Elle utilise l'énergie cinétique pour retirer les électrons des atomes de gaz, créant ainsi un plasma qui peut pulvériser efficacement des cibles conductrices et non conductrices sans risque d'accumulation de charges.
4. Fréquence et décharge :
- Pulvérisation RF : Nécessite une fréquence de 1 MHz ou plus pour décharger efficacement la cible pendant la pulvérisation, ce qui est crucial pour maintenir le processus de pulvérisation sur les matériaux non conducteurs.
- Pulvérisation DC : Ne nécessite pas de hautes fréquences pour la décharge, ce qui la rend plus simple en termes d'alimentation électrique, mais moins polyvalente pour les différents matériaux cibles.
En résumé, la pulvérisation RF est plus polyvalente et peut traiter une plus large gamme de matériaux, y compris les matériaux non conducteurs, en raison de sa capacité à empêcher l'accumulation de charges et à fonctionner à des pressions plus faibles. La pulvérisation DC, bien que plus simple et plus rentable pour les matériaux conducteurs, est limitée dans son application aux cibles non conductrices.
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