La pulvérisation est une technique de dépôt physique en phase vapeur (PVD) utilisée pour déposer des couches minces sur un substrat à diverses fins commerciales et scientifiques. Contrairement à d'autres méthodes de dépôt en phase vapeur, le matériau source (cible) ne fond pas ; au lieu de cela, les atomes sont éjectés par transfert de momentum à partir d'une particule de bombardement, généralement un ion gazeux. Ce procédé offre des avantages tels que des énergies cinétiques plus élevées des atomes éjectés par pulvérisation pour une meilleure adhérence et la possibilité de pulvériser des matériaux ayant des points de fusion très élevés.
Explication détaillée :
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Mécanisme de pulvérisation :
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La pulvérisation se produit lorsque la surface d'un matériau solide est bombardée par des particules à haute énergie, telles que des ions provenant d'un gaz ou d'un plasma. Ce bombardement entraîne l'éjection de particules microscopiques du matériau cible. Les ions incidents, qui peuvent être générés par des méthodes telles que les accélérateurs de particules, les magnétrons à radiofréquence ou le plasma, entrent en collision avec les atomes cibles à la surface des solides. Ces collisions échangent de l'énergie, déclenchant des cascades de collisions dans les particules adjacentes. Si l'énergie de ces cascades dépasse l'énergie de liaison de la cible en surface, un atome est éjecté, un processus connu sous le nom de pulvérisation cathodique.Types de pulvérisation :
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Il existe plusieurs types de procédés de pulvérisation, notamment la pulvérisation par faisceau d'ions, la pulvérisation par diode et la pulvérisation magnétron. La pulvérisation magnétron, en particulier, est largement utilisée en raison de son efficacité et de son respect de l'environnement. Elle implique l'utilisation d'une haute tension dans un gaz à basse pression (généralement de l'argon) pour créer un plasma à haute énergie. Ce plasma, souvent visible sous la forme d'une "décharge lumineuse", est constitué d'électrons et d'ions gazeux qui facilitent le processus de pulvérisation.
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Applications et avantages :
La pulvérisation est largement utilisée pour créer des couches minces de métaux, de semi-conducteurs et de dispositifs optiques. Elle est cruciale pour la fabrication de semi-conducteurs, de lecteurs de disques, de CD et de dispositifs optiques. Cette technique est appréciée pour sa capacité à déposer des matériaux avec une grande précision et une grande uniformité, même sur des géométries complexes. En outre, l'énergie cinétique élevée des atomes éjectés améliore l'adhérence du film déposé, ce qui le rend adapté à diverses applications, des revêtements réfléchissants aux dispositifs semi-conducteurs avancés.
Importance historique et technologique :
