1.4.2-La pulvérisation magnétron :
1.4.2.1-Effet magnétron :
Une décharge diode DC est entretenue par les
électrons secondaires éjectés de la cathode sous l'effet
du bombardement ionique. Dans ce cas les électrons qui ne rencontrent
pas de molécules de gaz s'éloignent perpendiculairement à
la cathode et sont captés par l'anode.
Si on superpose au champ électrique un champ
magnétique B, perpendiculairement à celui ci, les trajectoires
électroniques s'enroulent autour des lignes de champ magnétique,
augmentant considérablement les chances d'ioniser une molécule de
gaz au voisinage de la cathode [9].
Figur21.Système diode et système
magnétron
1.4.2.2- Principe :
La décharge luminescente est concentrée dans la
zone ou le champ magnétique est le plus intense ; il se forme donc une
zone luminescente circulaire de forme annulaire. Ceci occasionne, après
plusieurs heures de fonctionnement, une profonde déflexion à
l'aplomb de l'anneau luminescent. La cathode magnétron existe sous deux
formes principales : planes (rectangulaires ou rondes) et cylindriques.
Figure 22. Cathode à magnétron circulaire
1.4.2.3- Propriétés des cathodes
magnétron :
La décharge magnétron se caractérise par
un degré d'ionisation élevé. En effet, les
électrons possèdent un mouvement cycloïdal autour des lignes
de champ, ceci augmente donc le taux de collisions entre ces électrons
et les molécules de gaz (Argon).
La pression de travail dans une enceinte équipée
d'une cathode magnétron peut aller de quelques 10-3 Torr
à quelques 10-4 Torr. Les particules
pulvérisées vont donc se déplacer en lignes droites avec
un minimum de collisions.
Dans des systèmes de pulvérisation
magnétron, le champ magnétique augmente la densité du
plasma ce qui a pour conséquences une augmentation de la densité
de courant sur la cathode. De grands taux de pulvérisation ainsi qu'une
diminution de la température du substrat peuvent être ainsi
obtenus [9].
Remarque :
L'unité de mesure légale de pression est le pascal
(Pa). Les unités pratiques en mesure du vide sont encore le torr (Torr)
et le millibar (mbar). On a la correspondance :
1 Torr = 1,33 mbar = 133 Pa.
1.4.3-Dépôt par évaporation
1.4.3.1- Principe de l'évaporation thermique :
La technique la plus courante consiste à
évaporer le matériau à déposer en le portant
à une température suffisante. Des que la température de
liquéfaction est dépassée, il se trouve que la pression de
vapeur du matériau est sensiblement supérieure a celle
résiduelle dans 1'enceinte. Alors des atomes du matériau
s'échappent et se propagent en ligne droite jusqu'a ce qu'ils
rencontrent un obstacle. Cette rencontre peut être le fait soit d'une
surface solide (substrat, paroi de 1'enceinte) soit d'un atome ou d'une
molécule se déplaçant dans l'espace. Dans le cas de
rencontre une surface, il y aura séjour de 1'atome sur la surface avec
échange d'énergie et si la surface est sensiblement plus froide
que l'atome il y a condensation définitive. La rencontre d'une
molécule résiduelle se traduit généralement par une
déviation de l'atome d'évaporant II apparait donc qu'il est
indispensable que la pression dans 1'enceinte soit suffisamment faible pour que
la probabilité de rencontre d'un atome résiduel soit quasi nulle.
Cela est réalise dans les systèmes courants des que la pression
est de 1'ordre de 10" Torr car alors le libre parcours moyen d'un atome dans
1'enceinte est statistiquement supérieur aux dimensions de celle-ci
[8].
Figure 23. Creuset pour l'évaporation thermique.
La procédure de chauffage du matériau à
évaporer peut être réalisée de plusieurs
façons qui seront choisies en général en fonction de
critères de qualité du résultat attendu. On note
fréquemment l'emploi d'un Creuset chauffe par effet joule :
limité aux matériaux s'évaporant a relativement basse
température (et en tout cas très en dessous du point de fusion du
creuset qui sera souvent en alumine frittée, parfois en graphite ou en
oxyde de béryllium).
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