Dépôt par pulvérisation cathodique

Dépôt par pulvérisation cathodique est undépôt en phase vapeur physiqueMéthode (PVD) defilm mincedépôt parpulvérisation cathodique. Éjection de matériel il s’agit d’une « cible » qui est une source sur un « substrat » comme une plaquette de silicium.Repulvérisationest la réémission du matériel déposé au cours du processus de dépôt par bombardement ionique ou atom. Les atomes pulvérisés éjectés de la cible ont une distribution d’énergie large, généralement jusqu'à des dizaines de eV (100 000 K). Les ions pulvérisées (généralement qu’une petite fraction des particules éjectés sont ionisés — l’ordre de 1 %) peut balistique volent de la cible dans les lignes droites et impact énergiquement sur les substrats ou chambre à vide (causant la repulvérisation). Par ailleurs, à des pressions plus élevées de gaz, les ions entrent en collision avec les atomes de gaz qui agissent comme un modérateur et déplacent vague, atteignant les substrats ou le mur de la chambre à vide et de condensation après avoir subi unmarche aléatoire. Toute la gamme de haute énergie balistique impact à faible énergie thermalisée motion est accessible en changeant la pression de gaz de fond. Le gaz de pulvérisation est souvent un gaz inerte comme l’argon. Pour le transfert de l’impulsion efficace, le poids atomique du gaz pulvérisation devrait être proche de la masse atomique de la cible, donc pour la pulvérisation des éléments légers néon est préférable, même si des éléments lourds krypton ou le xénon sont utilisées. Gaz réactifs peuvent également être utilisés pour bredouiller composés. Le composé peut être formé à la surface de la cible, en vol ou sur le substrat en fonction des paramètres de processus. La disponibilité de nombreux paramètres qui contrôlent le dépôt par pulvérisation cathodique rendent un processus complexe, mais aussi aux experts un grand degré de contrôle sur la croissance et la microstructure du film.

Utilisation

L’un des premières applications commerciales généralisées du dépôt par pulvérisation cathodique, qui demeure une de ses principales applications, est dans la production d’ordinateurdisques durs. Pulvérisation cathodique est utilisé de manière exhaustive dans leSemiconductorpour déposer des films minces de divers matériaux dans l’industriecircuit intégréle traitement. Mincerevêtements antirefletsur le verre pouroptiqueles applications sont également déposées par pulvérisation. En raison des températures basses substrat utilisés, pulvérisation cathodique est une méthode idéale pour déposer des métaux contact pourtransistors à couches minces. Une autre application familière de pulvérisation est faible-émissivitérevêtements surverre, utilisés dans les ensembles de fenêtre double vitrage. Le revêtement est un contenant multicoucheSilveret métaloxydes decommeoxyde de zinc, oxyde d’étain, oudioxyde de titane. Une grande industrie s’est développée autour de revêtement de l’outil bit utilisant des nitrures pulvérisés, tels quenitrure de titane, créant l’or familier de couleur revêtement dur. Pulvérisation cathodique est également utilisé comme le processus de déposer la couche de métal (aluminium, par exemple) au cours de la fabrication de CD et DVD.

Surfaces de disque dur utilisent CrOx pulvérisé et autres matériaux pulvérisés. Pulvérisation cathodique est l’un des principaux processus de fabrication optiqueguides d’ondeset est une autre façon pour rendre efficacephotovoltaïquecellules solaires.

Pulvérisation cathodique revêtement

Revêtement par pulvérisation cathodiquemicroscopie électronique à balayageest un processus de dépôt par pulvérisation cathodique pour couvrir un spécimen d’une fine couche de matériau, habituellement un métal, conducteur comme unOr/PalladiumAlliage (UA/DP). Un revêtement conducteur est nécessaire pour empêcher le chargement d’un spécimen avec un faisceau d’électrons en mode conventionnel de SEM (vide, haute tension). Alors que les revêtements métalliques sont également utiles pour augmenter le rapport signal sur bruit (métaux lourds sont des émetteurs de bons électrons secondaires), ils sont de qualité inférieure lorsqueSpectroscopie des rayons xest employé. Pour cette raison lors de l’utilisation des rayons x, spectroscopie une couche de carbone est préférée.

Comparaison avec d’autres méthodes de dépôt

Un avantage important de dépôt par pulvérisation cathodique, c’est que même des matériaux avec des points de fusion très élevés sont facilement pulvérisés tandis que l’évaporation de ces matériaux dans un évaporateur de résistance ouCellule de Knudsenest problématique, voire impossible. Par pulvérisation cathodique dépôt de films ont une composition proche de celle de la matière première. La différence est due à différents éléments propage différemment en raison de leurs masses différentes (éléments sont déviés plus facilement par le gaz de la lumière), mais cette différence est constante. Pulvérisés films ont généralement une meilleure adhérence sur le substrat que les films évaporés. Une cible contient une grande quantité de matériel et entretien gratuit, ce qui rend la technique convient pour des applications ultra vide. Sources de pulvérisation ne contiennent aucune parties chaudes (pour éviter qu’ils sont généralement refroidis à l’eau de chauffage) et sont compatibles avec des gaz réactifs tels que l’oxygène. Pulvérisation cathodique peut être effectué de haut en bas tandis que l’évaporation doit être effectuée de bas en haut. Les procédés avancés tels que la croissance épitaxiale sont possibles.

Quelques inconvénients du processus de pulvérisation sont que le processus est plus difficile de combiner avec un décollage pour structurer le film. C’est parce que le transport diffus, caractéristique de pulvérisation, empêche une ombre complète. Ainsi, l'on ne peut pas complètement restreint où vont les atomes, qui peut conduire à des problèmes de contamination. Aussi, contrôle actif de croissance d’une couche-par-couche est difficile par rapport au laser pulsé depositionand inerte gaz de pulvérisation sont intégrés dans le film en croissance sous forme d’impuretés. Dépôt par laser pulsé est une variante de la technique de pulvérisation dépôt dans laquelle un faisceau laser est utilisé pour la pulvérisation. Rôle des ions pulvérisées et resputtered et le gaz du fond est entièrement étudié pendant le procédé de dépôt de laser pulsé.