La tension de pulvérisation d'un magnétron est généralement d'environ -300 V. Cette tension est appliquée à la cible dans un système de pulvérisation magnétron, qui est un type de technique de dépôt physique en phase vapeur utilisé pour déposer des films minces sur un substrat à partir d'un matériau cible solide.
Explication de la tension de pulvérisation :
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Application de la tension : Lorsque le magnétron est alimenté, une tension négative, généralement de l'ordre de -300 V, est appliquée à la cible. Cette tension est négative par rapport au plasma environnant, qui est maintenu à un potentiel positif plus élevé.
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Attraction des ions : La tension négative appliquée à la cible attire les ions positifs du plasma. Ces ions sont généralement des ions argon dans un système de pulvérisation, qui sont générés par l'ionisation du gaz argon dans la chambre à vide.
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Transfert d'énergie et pulvérisation : Lorsque ces ions positifs entrent en collision avec la surface de la cible, ils transfèrent de l'énergie. Si l'énergie transférée est supérieure à environ trois fois l'énergie de liaison superficielle du matériau cible (approximativement égale à la chaleur de sublimation), les atomes de la surface de la cible sont éjectés, un processus connu sous le nom de pulvérisation cathodique.
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Stabilité et efficacité du plasma : Les électrons du plasma parcourent une plus grande distance en raison du champ magnétique, ce qui augmente la probabilité d'ioniser davantage d'atomes d'argon et de maintenir un plasma stable avec une densité d'ions élevée. Cette ionisation efficace permet au processus de pulvérisation de fonctionner à des pressions plus faibles (environ 100 Pa) et à des tensions plus basses (environ -500 V) par rapport à la pulvérisation conventionnelle, qui peut nécessiter des tensions plus élevées (entre -2 kV et 3 kV) et des pressions plus faibles (environ 10 Pa).
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Avantages du fonctionnement à basse tension : La pulvérisation magnétron à basse tension (inférieure à 1 000 V) et à courant élevé est plus efficace que la pulvérisation par diode à courant continu. Cette efficacité est due au rôle du champ magnétique dans le confinement des électrons près de la cible, ce qui améliore l'ionisation et donc la vitesse de dépôt. Des tensions plus faibles rendent également les arcs moins violents et plus faciles à manipuler, ce qui est crucial pour maintenir l'intégrité du processus de dépôt et la qualité des films déposés.
En résumé, la tension de pulvérisation dans un magnétron est cruciale pour initier et maintenir le processus de pulvérisation, avec des valeurs typiques autour de -300 V. Cette configuration de tension facilite l'éjection efficace des atomes du matériau cible, conduisant au dépôt de films minces avec des propriétés contrôlées.
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