Évaporation sous vide | EPFL Graph Search

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Lévaporation sous vide est une technique de dépôt de couche mince (généralement métallique), utilisée notamment dans la fabrication micro-électronique. Le matériau à déposer est évaporé sous vide dans une enceinte hermétique, le vide permettant aux particules d'atteindre directement le support où elles se recondensent à l'état solide. L'évaporation sous vide repose sur deux processus élémentaires : l'évaporation d'une source chauffée et la condensation à l’état solide de la matière évaporée sur le substrat. Cela ressemble quelque peu au procédé qui voit l'eau liquide apparaître sur le couvercle d'une casserole d'eau bouillante : l'eau liquide est évaporée et se recondense sur le couvercle qui est l'équivalent de la cible du dépôt. L'évaporation a lieu sous vide, c'est-à-dire dans un environnement gazeux, vapeur de dépôt exclue, contenant extrêmement peu de particules. Dans ces conditions, les particules de matière peuvent se propager jusqu'à la cible sans collision avec d'autres particules. Par exemple dans un vide de 10-4 Pa, une particule de de diamètre a un libre parcours moyen de , c'est-à-dire qu'elle peut parcourir en moyenne soixante mètres avant d'entrer en collision avec une autre particule. Les objets chauffés (c'est-à-dire le filament chauffant), produisent des vapeurs parasites qui limitent la qualité du vide dans la chambre de dépôt. La collision de différents atomes durant l'évaporation peut provoquer des réactions susceptibles de modifier la nature du dépôt souhaité. Par exemple en présence d'oxygène, l'aluminium formera de l'oxyde d'aluminium. Ce phénomène peut aussi diminuer la quantité de vapeur déposée. Le matériau évaporé ne se dépose pas de manière uniforme sur une surface irrégulière, comme l'est généralement celle d'un circuit intégré. Aussi, lors d'un dépôt sur une surface microstructurée complexe, il peut arriver des effets d'ombrage lorsqu'une surface du support est cachée du rayonnement unidirectionnel de la source.

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Solid on liquid deposition, a review of technological solutions

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Solid-on-liquid deposition (SOLID) techniques are of great interest to the MEMS and NEMS (Micro- and Nano Electro Mechanical Systems) community because of potential applications in biomedical engineering, on-chip liquid trapping, tunable micro-lenses, and replacements of gate oxides. However, depositing solids on liquid with subsequent hermetic sealing is difficult because liquids tend to have a lower density than solids. Furthermore, current systems seen in nature lack thermal, mechanical or chemical stability. Therefore, it is not surprising that liquids are not ubiquitous as functional layers in MEMS and NEMS. However, SOLID techniques have the potential to be harnessed and controlled for such systems because the gravitational force is negligible compared to surface tension, and therefore, the solid molecular precursors that typically condense on a liquid surface will not sediment into the fluid. In this review we summarize recent research into SOLID, where nucleation and subsequent cross-linking of solid precursors results in thin film growth on a liquid substrate. We describe a large variety of thin film deposition techniques such as thermal evaporation, sputtering, plasma enhanced chemical vapor deposition used to coat liquid substrates. Surprisingly, all attempts at deposition to date have been successful and a stable solid layer on a liquid can always be detected. However, all layers grown by non-equilibrium deposition processes showed a strong presence of wrinkles, presumably due to residual stress. In fact, the only example where no stress was observed is the deposition of parylene layers (poly-para-xylylene, PPX). Using all the experimental data analyzed to date we have been able to propose a simple model that predicts that the surface property of liquids at molecular level is influenced by cohesion forces between the liquid molecules. Finally, we conclude that the condensation of precursors from the gas phase is rather the rule and not the exception for SOLID techniques. (C) 2015 The Authors. Published by Elsevier B.V.

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Évaporation sous vide

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