Le gaz inerte couramment utilisé dans la pulvérisation est l'argon. L'argon est préféré en raison de son taux de pulvérisation élevé, de sa nature inerte, de son faible prix et de la disponibilité de gaz pur.
Explication détaillée :
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Nature inerte: L'argon est un gaz inerte, ce qui signifie qu'il ne réagit pas chimiquement avec le matériau cible. Cette caractéristique est cruciale pour la pulvérisation cathodique, car le gaz ne doit pas modifier la composition chimique du matériau déposé. L'inertie garantit que le matériau pulvérisé reste pur et conserve les propriétés souhaitées.
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Taux de pulvérisation élevé: L'argon a un taux de pulvérisation élevé par rapport aux autres gaz. Cette efficacité est due à ses propriétés atomiques, qui permettent un transfert efficace de la quantité de mouvement lorsque les ions entrent en collision avec le matériau cible. Le taux de pulvérisation élevé signifie qu'une plus grande quantité de matériau peut être déposée en un temps plus court, ce qui augmente l'efficacité du processus.
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Prix bas et disponibilité: L'argon est relativement peu coûteux et largement disponible, ce qui en fait un choix rentable pour les applications industrielles et de recherche. Le prix abordable et l'accessibilité de l'argon contribuent à sa popularité dans les procédés de pulvérisation.
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Utilisation dans la formation de plasma: Après avoir établi un vide dans la chambre, l'argon est introduit pour faciliter la formation du plasma. Une tension appliquée entre la cible et le substrat ionise les atomes d'argon, créant ainsi un plasma. Ce plasma est essentiel pour le processus de pulvérisation car il fournit les particules chargées (ions) qui bombardent le matériau cible, provoquant l'éjection d'atomes qui se déposent ensuite sur le substrat.
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Variabilité dans la sélection des gaz: Si l'argon est le choix le plus courant, d'autres gaz inertes comme le krypton et le xénon sont également utilisés, en particulier pour la pulvérisation d'éléments plus lourds dont le poids atomique plus élevé favorise le transfert de quantité de mouvement. Le néon est préféré pour la pulvérisation d'éléments plus légers en raison de son poids atomique plus faible.
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Gaz réactifs: Il est important de noter que les gaz réactifs tels que l'oxygène et l'azote peuvent être utilisés parallèlement aux gaz inertes tels que l'argon. Ces gaz réactifs sont utilisés pour déposer des couches minces d'oxydes, de nitrures et d'autres composés. L'utilisation d'un mélange de gaz inertes et réactifs permet de contrôler la stœchiométrie et les propriétés du film déposé.
En résumé, l'argon est le gaz inerte préféré dans la pulvérisation cathodique en raison de sa nature inerte, de sa vitesse de pulvérisation élevée, de son prix abordable et de sa disponibilité. Son utilisation dans la formation de plasma et sa compatibilité avec les gaz réactifs le rendent polyvalent pour diverses applications de pulvérisation.
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