Qu'est-ce que la pulvérisation?
La pulvérisation est une méthode pour déposer des couches très minces d'un matériau sur une surface en bombardant un matériau source dans une chambre scellée avec des électrons ou d'autres particules énergiques pour éjecter les atomes de la source comme une forme d'aérosol qui se déposent ensuite sur toutes les surfaces de la chambre. Le processus peut déposer des couches extrêmement fines de films à l'échelle atomique, mais a également tendance à être lente et est mieux utilisée pour les petites surfaces. Les applications incluent le revêtement d'échantillons biologiques pour l'imagerie dans les microscopes électroniques à balayage (SEMS), le dépôt de couches mince dans l'industrie des semi-conducteurs et le dépôt de revêtements pour l'électronique miniaturisée. L'industrie des nanotechnologies en médecine, en informatique et en science des matériaux s'appuie souvent sur le dépôt de pulvérisation pour concevoir de nouveaux composites et dispositifs au nanomètre, ou un milliard de mètres, une échelle.
Plusieurs types de méthodes de pulvérisation sont en usage commun, notamment le débit de gaz, le réactif et le sputring magnétron. Faisceau d'ions aLa pulvérisation assistée par les ions est également largement utilisée en raison de la variété de produits chimiques qui peuvent exister dans un état ionique. La pulvérisation du magnétron est encore décomposée en applications de courant direct (DC), de courant alternatif (AC) et de radiofréquence (RF).
La pulvérisation du magnétron fonctionne en plaçant un champ magnétique autour du matériau source qui sera utilisé pour le dépôt de couches sur la cible. La chambre est ensuite remplie d'un gaz inerte, comme l'argon. Comme le matériau source est chargé électriquement avec un courant CA ou CC, les électrons éjectés sont piégés dans le champ magnétique et finissent par interagir avec le gaz argon dans la chambre pour créer des ions énergétiques composés à la fois d'argon et du matériau source. Ces ions échappent ensuite au champ magnétique et ont un impact sur le matériau cible, déposant lentement une fine couche de matériau source sur sa surface. La pulvérisation RF est utilisée dans ce cas pour déposer SEVEVariétés RAL de films d'oxyde sur des cibles isolantes en faisant varier le biais électrique entre la cible et la source à un rythme rapide.
La pulvérisation du faisceau d'ions fonctionne sans que la source ait besoin d'un champ magnétique. Les ions qui sont éjectés du matériau source interagissent avec les électrons à partir d'une source secondaire afin qu'ils bombardaient la cible avec des atomes neutres. Cela fait un système de pulvérisation ionique capable de recouvrir les matériaux et les pièces cibles conducteurs et isolants, tels que les têtes de film mince pour les disques durs de l'ordinateur.
Les machines à pulvérisation réactives s'appuient sur des réactions chimiques entre le matériau cible et les gaz qui sont pompés dans un vide de chambre. Le contrôle direct des couches de dépôt est effectué en modifiant la pression et les quantités de gaz dans la chambre. Les films utilisés dans les composants optiques et les cellules solaires sont souvent réalisés dans la pulvérisation réactive, car la stoechiométrie ou les taux de réaction chimique peut être contrôlée avec précision.