Pulvérisation: Formation de plasma et dépôt de film mince

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Description

Cette séance de cours introduit la pulvérisation cathodique en tant que technique de dépôt physique en phase vapeur, en expliquant comment un plasma est créé, les différentes zones de plasma dans la chambre de pulvérisation et l'optimisation du processus. Il détaille le mécanisme de bombardement ionique pour enlever le matériau d'une cible et le déposer sur un substrat, présentant les étapes impliquées dans la création d'un plasma et le dépôt de couches minces de divers matériaux. La séance de cours couvre également les principes du plasma, son rôle dans la pulvérisation et la transition d'une décharge sombre à une décharge luminescente, essentielle pour les applications de microfabrication.

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https://mediaspace.epfl.ch/media/0_i83viqcx

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Séances de cours associées (25)

Concepts associés (44)

Dépôt physique par phase vapeur

vignette|Montage expérimental d’une évaporation par dépôt chimique vapeur Le dépôt physique en phase vapeur (ou PVD pour l'anglais physical vapor deposition) est un ensemble de méthodes de dépôt sous vide de films minces : Évaporation directe : Évaporation sous vide (ou évaporation) Évaporation par faisceau d'électron en phase vapeur (angl. electron beam evaporation) Pulvérisation cathodique (sputtering) : les particules de métal sont séparées de leur substrat par bombardement ionique.

Décharge luminescente

Une décharge luminescente est un plasma formé par le passage d'un courant électrique de tension allant de à plusieurs kilovolts, au travers un gaz à basse pression, tel l'argon ou un autre gaz noble. Ce phénomène est utilisé dans des produits commerciaux tels la lampe néon et l'écran à plasma, ainsi que dans les sciences physiques de l'état plasma et la chimie analytique. Les premiers appareils basés sur ce phénomène ont été construits par Heinrich Geissler à partir de 1857.

Couche mince

Une couche mince () est un revêtement dont l’épaisseur peut varier de quelques couches atomiques à une dizaine de micromètres. Ces revêtements modifient les propriétés du substrat sur lesquels ils sont déposés. Ils sont principalement utilisés : dans la fabrication de composants électroniques telles des cellules photovoltaïques en raison de leurs propriétés isolantes ou conductrices ; pour la protection d'objets afin d'améliorer les propriétés mécaniques, de résistance à l’usure, à la corrosion ou en servant de barrière thermique.

Dépôt chimique en phase vapeur

vignette|Schéma d'un CVD Le dépôt chimique en phase vapeur (ou CVD pour l'anglais chemical vapor deposition) est une méthode de dépôt sous vide de films minces, à partir de précurseurs gazeux. La CVD est un procédé utilisé pour produire des matériaux solides de haute performance, et de grande pureté. Ce procédé est souvent utilisé dans l'industrie du semi-conducteur pour produire des couches minces. Dans un procédé CVD typique, le substrat est exposé à un ou plusieurs précurseurs en phase gazeuse, qui réagissent et/ou se décomposent à la surface du substrat pour générer le dépôt désiré.

Electric discharge

In electromagnetism, an electric discharge is the release and transmission of electricity in an applied electric field through a medium such as a gas (ie., an outgoing flow of electric current through a non-metal medium). The properties and effects of electric discharges are useful over a wide range of magnitudes. Tiny pulses of current are used to detect ionizing radiation in a Geiger–Müller tube. A low steady current can be used to illustrate the spectrum of gases in a gas-filled tube.