Qu'est-ce que la pulvérisation de couches minces?
La pulvérisation cathodique en couche mince est un processus dans lequel une pellicule mince est appliquée sur une surface en éliminant les particules d'une source cible distincte. Le processus se déroule généralement dans une chambre à basse pression dans laquelle est pompé le plasma gazeux. Les ions chargés positivement dans ce plasma éliminent les particules de la source cible dans un processus appelé pulvérisation cathodique. Ces particules se déplacent ensuite vers la surface réceptrice, appelée substrat, où elles se déposent sous la forme d’un film mince.
Les deux méthodes principales de pulvérisation sur film mince sont l’application de courant continu (DC) et l’application de radiofréquence (RF). Dans la pulvérisation cathodique en courant continu, un courant continu charge positivement le plasma, tandis que la pulvérisation cathodique en RF utilise des ondes radio pour le charger. Le plasma chargé positivement s'accélère en une cible chargée négativement, libérant les particules du matériau cible qui se déposent sur le substrat. L'utilisation de la pulvérisation cathodique à courant continu est limitée aux matériaux conducteurs pouvant contenir un courant électrique, tandis que la pulvérisation à radiofréquence convient également aux matériaux isolants.
Lorsqu'elles sont éjectées du matériau cible, les particules se déplacent en ligne droite jusqu'à ce qu'elles entrent en contact avec quelque chose. Certaines de ces particules se déposent sur la surface à revêtir. Les particules se déplaçant dans d'autres directions peuvent à la place se déposer sur les parois de la chambre ou d'autres surfaces à l'intérieur de la chambre.
L'argon est généralement le plasma utilisé pour éliminer les particules du matériau cible, mais d'autres gaz inertes tels que le néon ou le krypton sont parfois utilisés. Un plasma accéléré peut faire tomber des particules libérées de ce matériau cible sous forme d'atomes individuels, de groupes d'atomes ou de molécules. De nombreux types de matériaux de pulvérisation sont disponibles pour une utilisation dans une variété d'applications. La pulvérisation cathodique en couches minces peut être utilisée pour déposer des films métalliques ou non métalliques sur des substrats en métal, verre ou autres matériaux.
Les applications courantes utilisant la pulvérisation cathodique en couches minces comprennent le revêtement d'instruments optiques tels que les miroirs de télescope et le revêtement de produits de consommation tels que les disques compacts et les vidéodisques numériques. Les dispositifs électroniques à semi-conducteurs et les panneaux photovoltaïques sont également fabriqués avec cette technologie. L’utilisation de la pulvérisation cathodique en couches minces s’est même étendue à la fabrication de médicaments administrés au patient sous la forme d’une pellicule mince.
L'utilisation de cette méthode présente de nombreux avantages. La pulvérisation de films minces est relativement rapide par rapport à d’autres procédés similaires. Cela permet également un bon contrôle de l'épaisseur du film déposé. De plus, les matériaux cibles n'ont pas besoin d'être chauffés comme dans les processus d'évaporation, ils peuvent donc être maintenus à basse température si nécessaire.