La pulvérisation cathodique est une méthode utilisée pour créer des films minces en projetant de minuscules particules à partir d'un matériau cible solide. Cette technique fait partie d'un groupe plus large appelé dépôt physique en phase vapeur (PVD).
Les 5 étapes clés expliquées
1. Installation et création du vide initial
Le processus commence dans une chambre spéciale appelée chambre à vide. Dans cette chambre, le matériau cible et le substrat (le matériau qui recevra le film mince) sont placés parallèlement l'un à l'autre.
La chambre est ensuite vidée de l'air et des autres impuretés. Elle est ensuite remplie d'un gaz inerte de haute pureté, généralement de l'argon. L'argon est choisi parce qu'il transfère bien l'énergie lors des collisions.
2. Application de la tension continue
Une tension électrique continue est appliquée au matériau cible. Cette tension est généralement comprise entre -2 et -5 kV. Le matériau cible agit comme une cathode, ce qui signifie qu'il a une charge négative.
Le substrat, qui sera recouvert, reçoit une charge positive, ce qui en fait l'anode. Cette configuration crée un champ électrique qui contribue à ioniser l'argon, formant ainsi un plasma.
3. Bombardement ionique et pulvérisation cathodique
Les ions argon énergétiques du plasma sont poussés par le champ électrique vers la cible chargée négativement. Lorsque ces ions atteignent la cible, ils arrachent de minuscules particules au matériau de la cible. Ce processus est appelé pulvérisation cathodique.
Ces particules éjectées traversent le plasma et atterrissent sur le substrat, formant un film mince.
4. Avantages et applications
La pulvérisation cathodique est populaire parce qu'elle est simple, rentable et facile à contrôler. Elle est particulièrement adaptée au dépôt de métaux et au revêtement de matériaux conducteurs d'électricité.
Cette technique est largement utilisée dans l'industrie des semi-conducteurs pour la fabrication de circuits électroniques. Elle est également utilisée dans d'autres applications telles que les revêtements décoratifs sur les bijoux et les revêtements antireflets sur le verre et les composants optiques.
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