Qu'est-ce que la pulvérisation réactive?
La pulvérisation cathodique réactive est une variante du processus de pulvérisation cathodique au plasma utilisé pour déposer un film mince sur un substrat. Dans ce processus, un matériau cible, tel que l'aluminium ou l'or, est libéré dans une chambre avec une atmosphère constituée d'un gaz réactif chargé positivement. Ce gaz forme une liaison chimique avec le matériau cible et est déposé sur un substrat en tant que composé.
Alors que la pulvérisation cathodique normale a lieu dans une chambre à vide débarrassée de l'atmosphère, la pulvérisation réactive a lieu dans une chambre à vide à atmosphère basse pression constituée d'un gaz réactif. Des pompes spéciales installées sur la machine éliminent l'atmosphère normale, constituée de carbone, d'oxygène et d'azote, entre autres oligo-éléments, et remplissent la chambre avec un gaz tel que l'argon, l'oxygène ou l'azote. Le gaz réactif dans le processus de pulvérisation réactive a une charge positive.
Le matériau cible, tel que le titane ou l'aluminium, est ensuite libéré dans la chambre, également sous la forme d'un gaz, et exposé à un champ magnétique de haute intensité. Ce champ transforme le matériau cible en un ion négatif. Le matériau cible chargé négativement est attiré par le matériau réactif chargé positivement et les deux éléments se lient avant de se déposer sur le substrat. De cette manière, des films minces peuvent être constitués de composés tels que le titane-nitrure (TiN) ou l'aluminium-oxyde (Al2O3).
La pulvérisation réactive augmente considérablement la vitesse à laquelle un film mince peut être fabriqué à partir d'un composé. Bien que la pulvérisation au plasma traditionnelle soit appropriée lors de la création d'un film mince à partir d'un seul élément, les films composés prennent beaucoup de temps à se former. Le fait de forcer les produits chimiques à se lier en tant que partie du processus de film mince accélère la vitesse à laquelle ils se déposent sur le substrat.
La pression à l'intérieur de la chambre de pulvérisation réactive doit être soigneusement gérée afin de maximiser la croissance du film mince. À basse pression, le film prend beaucoup de temps à se former. À des pressions élevées, le gaz réactif peut «empoisonner» la surface cible, c'est-à-dire lorsque le matériau cible reçoit sa charge négative. Ceci non seulement diminue le taux de croissance du film mince sur le substrat ci-dessous, mais augmente également le taux d'intoxication; moins il y a de particules négatives, moins elles peuvent former de liaisons chimiques avec le gaz réactif chargé positivement et donc plus il y a de gaz réactif pour empoisonner la surface cible. La surveillance et le réglage de la pression dans le système aident à prévenir cet empoisonnement et permettent au film mince de se développer rapidement.