Dans la pulvérisation, la cathode est le matériau cible qui est bombardé par des ions énergétiques, généralement des ions argon, provenant du plasma d'une décharge gazeuse.
L'anode est généralement le substrat ou les parois de la chambre à vide où les atomes cibles éjectés sont déposés pour former un revêtement.
5 points clés expliqués
1. Explication de la cathode
La cathode d'un système de pulvérisation est le matériau cible qui reçoit une charge négative et est bombardé par des ions positifs provenant du gaz de pulvérisation.
Ce bombardement est dû à l'application d'une source de courant continu à haute tension dans la pulvérisation cathodique, qui accélère les ions positifs vers la cible chargée négativement.
C'est sur le matériau cible, qui fait office de cathode, que se déroule le processus de pulvérisation proprement dit.
Les ions énergétiques entrent en collision avec la surface de la cathode, provoquant l'éjection d'atomes du matériau cible.
2. Explication de l'anode
L'anode dans la pulvérisation est généralement le substrat sur lequel le revêtement doit être déposé.
Dans certaines configurations, les parois de la chambre à vide peuvent également servir d'anode.
Le substrat est placé sur la trajectoire des atomes éjectés de la cathode, ce qui permet à ces atomes de former un revêtement en couche mince sur sa surface.
L'anode est reliée à la masse électrique, ce qui permet de renvoyer le courant et d'assurer la stabilité électrique du système.
3. Détails du processus
Le processus de pulvérisation commence par l'ionisation du gaz inerte dans la chambre à vide, généralement de l'argon.
Le matériau cible (cathode) est chargé négativement et attire les ions argon chargés positivement.
Ces ions accélèrent vers la cathode sous l'effet de la tension appliquée, entrent en collision avec le matériau cible et éjectent des atomes.
Ces atomes éjectés se déplacent ensuite et se déposent sur le substrat (anode), formant un film mince.
Le processus nécessite un contrôle minutieux de l'énergie et de la vitesse des ions, qui peuvent être influencés par des champs électriques et magnétiques, afin d'assurer un dépôt efficace du revêtement.
4. Améliorations et variations
Les premiers systèmes de pulvérisation cathodique présentaient des limites telles que des taux de dépôt faibles et des exigences de tension élevées.
Des améliorations ont conduit à des processus plus efficaces, notamment l'utilisation de différentes sources d'énergie telles que le courant continu (CC) et la radiofréquence (RF) pour la pulvérisation magnétron.
Ces variations permettent de mieux contrôler le processus de pulvérisation, de s'adapter aux matériaux cibles conducteurs et non conducteurs et d'améliorer la qualité et l'efficacité des revêtements produits.
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