Electron beam physical vapor deposition

vignette|Evaporateur métallique « E-gun » utilisé au centre de recherche « Thales Research & Technology » du milieu des années 80 jusqu’en 2004 pour l’évaporation des sandwichs métalliques de contact ohmique et de grille. L’évaporation par faisceau d’électrons (aussi évaporation par faisceau électronique ; en anglais : Electron-beam physical vapor deposition / EBPVD, aussi simplement electron-beam evaporation) est une forme de dépôt physique en phase gazeuse, plus spécifiquement d’évaporation sous vide, dans laquelle une anode cible sous vide poussé est bombardée par un faisceau d’électrons émis par un canon à électrons. Le faisceau d’électrons chauffe localement la cible, dont la matière (atomes ou molécules) se vaporise et condense sous forme de couche mince sur le substrat (et les parois de la chambre à vide). Le dépôt de couches minces est une famille de procédés largement utilisés, notamment : dans l’industrie des semi-conducteurs, pour la fabrication de matériel électronique ; dans l’industrie aérospatiale, pour créer des revêtements de protection thermiques et chimiques afin de protéger les surfaces contre les environnements corrosifs ; en optique, pour conférer la réflectance (ou la transmittance) souhaitée à un substrat ; en mécanique (aussi pour l’usinage : les outils de coupe), pour des revêtements anti-usure ; et ailleurs dans l’industrie, pour modifier des surfaces et obtenir les propriétés désirées. Les processus de dépôt peuvent être classés en dépôt physique en phase vapeur (PVD) et dépôt chimique en phase vapeur (CVD). En CVD, la croissance du film se déroule à des températures élevées, conduisant à la formation de produits gazeux corrosifs, et il peut laisser des impuretés dans le film. Le processus de PVD peut être effectué à des températures inférieures et sans produits corrosifs, mais les vitesses de dépôt sont généralement plus faible. Avec l’évaporation par faisceau d’électrons, cependant, on obtient un taux de dépôt élevé de 0,1 à 100 μm/min à une température de substrat relativement faible, avec une efficacité très élevée d’utilisation de matière.