Chapitre 2 : Téchniques de dépôt :
La pulvérisation cathodique
Fig. 2. 2 Schéma de principe de
dépôt CVD, réacteur à parois chaudes
Ce processus n'exige pas de vide poussé et permet
d'obtenir des vitesses de dépôt importantes. Il peut s'adapter
à des surfaces assez grandes et complexes mais les précurseurs
peuvent être chers, difficiles à fabriquer et dangereux à
manipuler.
La fabrication de couches minces métalliques grâce
à ces méthodes s'est particulièrement
développée ces dernières années.
Les avantages de ce procédé sont les suivants :
- facilité d'obtention d'un assez grand nombre
d'éléments ou de composés chimiques.
- bonne qualité des couches, un excellent recouvrement des
marches, et une bonne adaptabilité dans une chaîne de
production.
- possibilité de réaliser des dépôts
sélectifs, ce qui permet d'éliminer une étape de gravure
et de planarisation de la surface.
- grande vitesse de dépôt : peut atteindre 1000
à 10 000 angströms par minute.
- contrôle de la stoechiométrie, de la morphologie,
de la structure cristalline et de l'orientation de croissance qui peuvent
être ajustés par contrôle des paramètres de
dépôt.
- recouvrement uniforme de formes complexes et creuses.
- obtention à températures relativement basses de
composés réfractaires.
- permet des dépôts de haute pureté moyennant
une purification poussée des précurseurs.
- possibilité de modification de surface par bombardement
par des espèces de haute énergie (PACVD).
ENIT 2009 23
ENIT 2009 24
Chapitre 2 : Téchniques de dépôt :
La pulvérisation cathodique
Malgré ces avantages, le CVD a plusieurs
inconvénients :
- les couches sont peu denses, ils sont souvent
contaminés par des gaz très réactifs issus de la
réaction chimique (hydrogène, fluor, chlore...)
- tous les matériaux ne peuvent être
déposés par CVD
- le système de dépôt est une mise en oeuvre
relativement lourde.
- Le substrat doit être chauffé, même si la
température est généralement modérée (800
à 1000 °C), elle peut excéder les tolérances du
substrat (déformation, transition de phase, décarburation des
aciers, diffusion de dopants dans les composants électroniques). Une
voie de recherche active consiste à rechercher des précurseurs
qui réagissent à plus basse température.
- agressivité toxicité et/ou instabilité
à l'air des précurseurs d'où difficulté de
manipulation.
- même chose pour les produits de réaction qui
peuvent attaquer le substrat, provoquant porosité, mauvaise
adhérence et contamination du dépôt.
- essentiellement un procédé d'équilibre
: les phases métastables obtenues par des procédés comme
la pulvérisation ne peuvent généralement pas être
reproduit par la CVD.
- la désorption des gaz entraîne une
porosité.
2.3 Evaporation thermique
Il existe plusieurs méthodes d'évaporation plus
ou moins complexes dont la plus simple est l'évaporation par effet Joule
(cf. fig. 2.3).
Fig. 2. 3 Principe d'évaporation
thermique
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