Le dépôt par pulvérisation sur cible est un processus utilisé pour créer des films minces en éjectant des atomes d'un matériau cible solide par le biais d'un bombardement de particules énergétiques.
Cette technique est largement utilisée dans la fabrication de semi-conducteurs et de puces électroniques.
Les 5 étapes clés expliquées
1. Matériau cible
Le matériau cible est la source d'atomes pour le dépôt de couches minces.
Il s'agit généralement d'un élément ou d'un alliage métallique, choisi en fonction des propriétés souhaitées du film mince, telles que la conductivité, la dureté ou les propriétés optiques.
Les cibles céramiques sont utilisées lorsqu'un revêtement durci est nécessaire, par exemple pour les outils.
2. Bombardement de particules énergétiques
La cible est bombardée avec des particules énergétiques, généralement des ions provenant d'un plasma.
Ces ions ont suffisamment d'énergie pour provoquer des cascades de collisions dans le matériau de la cible.
Lorsque ces cascades atteignent la surface de la cible avec suffisamment d'énergie, elles éjectent des atomes de la cible.
Le processus est influencé par des facteurs tels que l'angle d'incidence de l'ion, l'énergie et les masses de l'ion et des atomes de la cible.
3. Rendement de la pulvérisation
Le rendement de pulvérisation est le nombre moyen d'atomes éjectés par ion incident.
Il s'agit d'un paramètre critique dans le processus de pulvérisation car il détermine l'efficacité du dépôt.
Le rendement dépend de plusieurs facteurs, notamment l'énergie de liaison à la surface des atomes de la cible et l'orientation des cibles cristallines.
4. Dépôt sur le substrat
Les atomes éjectés de la cible traversent la chambre et se déposent sur un substrat.
Le dépôt s'effectue dans des conditions contrôlées, souvent sous vide ou dans un environnement gazeux à basse pression, afin de garantir que les atomes se déposent uniformément et forment un film mince d'épaisseur constante.
5. Types de dépôt par pulvérisation cathodique
Le dépôt par pulvérisation cathodique peut être effectué dans différentes conditions, allant du vide poussé à des pressions de gaz plus élevées.
Dans des conditions de vide poussé, les particules pulvérisées ne subissent pas de collisions en phase gazeuse, ce qui permet un dépôt direct sur le substrat.
Dans des conditions de pression de gaz plus élevée, les particules sont thermalisées par les collisions en phase gazeuse avant d'atteindre le substrat, ce qui peut affecter les propriétés du film déposé.
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