I.2.3.1. Pulvérisation cathodique :
Le phénomène de pulvérisation a
été découvert en 1852 par Grove [14]. Dans un tube
à
utilisation intensive de la pulvérisation comme
moyen de production de couches minces date seulement des
années 50.
La pulvérisation repose sur un principe simple
sur lequel croit une couche mince. Dans la technique de
pulvérisation cathodique, les ions électrodes. Le gaz
utilisé pour la création du plasma est appelé gaz
plasmagène ou gaz de suivantes :
(facilité
(le
collision est maximal si les masses des atomes sont proches).
Très faible réactivité chimique.
Faible prix.
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Généralité et contexte
bibliographique.
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En pulvérisation cathodique nous distinguons la
pulvérisation simple et la pulvérisation réactive. Dans la
pulvérisation simple l'atmosphère de la décharge est
chimiquement neutre, c'est-à-dire que l'on produit un vide de
10-6 torr. On injecte ensuite le gaz d'argon pur pour créer
le plasma. Dans le cas de la pulvérisation cathodique réactive
l'atmosphère du plasma est réactive, c'est-à-dire que l'on
introduit un certain pourcentage de gaz actif dans l'argon, par exemple de
l'oxygène O2 ou de l'azote N2. Dans chacun de ces cas, la cible peut
être constituée d'un élément simple ou bien d'un
composé. Il existe différents types de systèmes de
pulvérisation cathodique, suivant le mode de création du plasma
ou la nature de la cible (conductrice ou isolante) : diode à courant
continu, triode à courant continu, ou haute fréquence.
a) Principe de la pulvérisation cathodique
DC :
La cible fixée sur une électrode (la cathode) est
portée à une tension négative. Le
à
quelques centimètres (figure. I.4). Après avoir
fa
pression suffisamment élevée (de 10-1
à 1 Pa), une différence de potentiel (de 0,1 à 10
KV)
est appliquée entre les deux électrodes. Une
décharge électrique se produit alors et crée un
tifs du
plasma, attirés par la tension négative de la cathode,
viennent bombarder la cible
ils vont éjecter des atomes de
la cible qui viennent se déposer sur le substrat, formant
ainsi une couche mince. relativement simple et permet de déposer
pratiquement tous les matériaux conducteurs [15].
Figure I.4 : Principe de la
pulvérisation cathodique DC .
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Généralité et contexte
bibliographique.
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b) Principe de la pulvérisation cathodique
RF :
Les méthodes utilisant une tension continue sont
limitées dans le cas de matériaux
qui arrête le processus de pulvérisati une tension
radio-
alors que penda
la différence de masse et donc de mobilité entre
les électrons et les ions, les électrons étant
beaucoup
plus mobiles. On assiste donc à une accumulation de charges
électroniques à la
cathode. Les courants électroniques
et ioniques vont pouvoir se compenser grâce à
0
isation de la cible.
En effet, du
point de vue électronique, le plasma, la cathode et la
cible se comportent comme un circuit
Figure I.5 :
réquence.
c) Pulvérisation cathodique à effet
magnétron :
La décharge électrique continue (DC
and on place derrière la cible des aimants de la
manière présentée dans la figure I.6, on obtient devant la
cible une zone ou le champ magnétique est pratiquement parallèle
à la cible, c'est-à-dire perpendiculaire au champ
électrique [16], et la combinaison des deux oblige lesélectrons
à suivre un trajet non linéaire,
Figure I.7 : P
Cette méthode est la méthode la plus simple car il
n'est pas nécessaire d'injecter un gaz pour créer un plasma,
alors que les autres méthodes PVD ont besoin du plasma comme
Creuset
Matériau
à déposer
Substrat
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Généralité et contexte
bibliographique.
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généralement spiridal ou cycloïdal, ce qui
provoque beaucoup plus de collisions avec , 17]. Le seul inconvénient de
cette pulvérisation
-uniforme de la cible [18].
Figure I.6 : Principe de la
cathode à effet magnétron.
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