La pulvérisation cathodique est une technique de dépôt physique en phase vapeur (PVD) utilisée pour déposer des couches minces en éjectant des atomes d'un matériau cible solide sous l'effet d'un bombardement de particules énergétiques. Dans ce processus, une tension est appliquée à une cible métallique dans un environnement gazeux à basse pression, généralement un gaz inerte comme l'argon. Les ions du gaz entrent en collision avec la cible, provoquant la "pulvérisation" de particules microscopiques du matériau cible et leur dépôt sur un substrat proche.
Explication détaillée :
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Installation et création du vide initial :
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Le processus commence par l'installation d'une chambre à vide dans laquelle le matériau cible et le substrat sont placés parallèlement l'un à l'autre. La chambre est mise sous vide pour éliminer les impuretés, puis remplie d'un gaz inerte de haute pureté, généralement de l'argon. Ce gaz est choisi pour sa masse et sa capacité à transférer efficacement l'énergie cinétique lors des collisions dans le plasma.Application de la tension continue :
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Une tension électrique continue, généralement comprise entre -2 et -5 kV, est appliquée au matériau cible, qui joue le rôle de cathode. Le substrat à revêtir reçoit une charge positive, ce qui en fait l'anode. Cette configuration crée un champ électrique qui ionise l'argon, formant ainsi un plasma.
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Bombardement ionique et pulvérisation cathodique :
Les ions argon énergétiques du plasma sont accélérés par le champ électrique vers la cible chargée négativement. Au moment de l'impact, ces ions délogent les atomes du matériau cible par un processus appelé pulvérisation cathodique. Ces atomes éjectés traversent le plasma et se déposent sur le substrat, formant un film mince.Avantages et applications :
La pulvérisation cathodique est privilégiée pour sa simplicité, sa rentabilité et sa facilité de contrôle, en particulier pour le dépôt de métaux et le revêtement de matériaux conducteurs d'électricité. Elle est largement utilisée dans l'industrie des semi-conducteurs pour la création de circuits de micropuces et dans diverses autres applications telles que les revêtements décoratifs sur les bijoux et les revêtements non réfléchissants sur le verre et les composants optiques.
