Dépôt sous vide - Vacuum deposition
Le dépôt sous vide est une famille de procédés utilisés pour déposer des couches de matériau atome par atome ou molécule par molécule sur une surface solide. Ces procédés fonctionnent à des pressions bien inférieures à la pression atmosphérique (c'est-à-dire le vide ). Les couches déposées peuvent aller d'une épaisseur d'un atome jusqu'à quelques millimètres, formant des structures autoportantes. Plusieurs couches de matériaux différents peuvent être utilisées, par exemple pour former des revêtements optiques . Le processus peut être qualifié en fonction de la source de vapeur ; le dépôt physique en phase vapeur utilise une source liquide ou solide et le dépôt chimique en phase vapeur utilise une vapeur chimique.
La description
L'environnement sous vide peut servir un ou plusieurs objectifs :
- réduire la densité des particules de sorte que le libre parcours moyen pour la collision soit long
- réduire la densité particulaire des atomes et molécules indésirables (contaminants)
- fournissant un environnement plasma à basse pression
- fournir un moyen pour contrôler la composition de gaz et de vapeur
- fournir un moyen de contrôle du débit massique dans la chambre de traitement.
Les particules de condensation peuvent être générées de différentes manières :
- évaporation thermique
- pulvérisation
- vaporisation à l'arc cathodique
- ablation au laser
- décomposition d'un précurseur chimique en phase vapeur, dépôt chimique en phase vapeur
Dans le dépôt réactif, le matériau de dépôt réagit soit avec un composant du milieu gazeux (Ti + N → TiN) soit avec une espèce co-déposante (Ti + C → TiC). Un environnement plasma aide à l'activation des espèces gazeuses (N 2 → 2N) et à la décomposition des précurseurs chimiques vapeur (SiH 4 → Si + 4H). Le plasma peut également être utilisé pour fournir des ions pour la vaporisation par pulvérisation ou pour le bombardement du substrat pour le nettoyage par pulvérisation et pour le bombardement du matériau de dépôt afin de densifier la structure et d'adapter les propriétés ( placage ionique ).
Les types
Lorsque la source de vapeur est un liquide ou un solide, le processus est appelé dépôt physique en phase vapeur (PVD). Lorsque la source est un précurseur chimique en phase vapeur, le processus est appelé dépôt chimique en phase vapeur (CVD). Ce dernier a plusieurs variantes : dépôt chimique en phase vapeur à basse pression (LPCVD), dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD) et CVD assisté par plasma (PACVD). Souvent, une combinaison de procédés PVD et CVD est utilisée dans les mêmes chambres de traitement ou connectées.
Applications
- Conduction électrique : films métalliques , résistances , oxydes transparents conducteurs (TCO), films et revêtements supraconducteurs
- Semi - conducteurs périphériques: films semi - conducteurs, des films électriquement isolants
- Cellules solaires .
- Films optiques : revêtements antireflet , filtres optiques
- Revêtements réfléchissants : miroirs , miroirs chauds
- Revêtement tribologique : revêtements durs, revêtements résistants à l'érosion, lubrifiants à film solide
- Conservation et génération d'énergie : revêtements de verre à faible émissivité , revêtements absorbant le soleil, miroirs, cellules photovoltaïques à couche mince solaires , films intelligents
- Films magnétiques : enregistrement magnétique
- Barrière de diffusion : barrières de perméation de gaz , barrières de perméation de vapeur , barrières de diffusion à l' état solide
- Protection contre la corrosion :
- Applications automobiles : réflecteurs de lampe et applications de garniture
- Pressage de disques vinyles, fabrication de disques d'or et de platine
Une épaisseur inférieure à un micromètre est généralement appelée couche mince tandis qu'une épaisseur supérieure à un micromètre est appelée revêtement.
Voir également
- Placage ionique
- Dépôt par pulvérisation
- Dépôt d'arc cathodique
- Revêtement d'essorage
- Film métallisé
- Dépôt moléculaire en phase vapeur
Les références
Bibliographie
- SVC, "51st Annual Technical Conference Proceedings" (2008) SVC Publications ISSN 0737-5921 (procédure précédente disponible sur CD)
- Anders, Andre (éditeur) "Manuel d'implantation et de dépôt d'ions dans le plasma" (2000) Wiley-Interscience ISBN 0-471-24698-0
- Bach, Hans et Dieter Krause (éditeurs) "Thin Films on Glass" (2003) Springer-Verlag ISBN 3-540-58597-4
- Bunshah, Roitan F (éditeur). "Handbook of Deposition Technologies for Films and Coatings", deuxième édition (1994)
- Glaser, Hans Joachim "Revêtement de verre de grande surface" (2000) Von Ardenne Anlagentechnik GmbH ISBN 3-00-004953-3
- Glocker et I. Shah (éditeurs), "Handbook of Thin Film Process Technology", Vol.1&2 (2002) Institute of Physics ISBN 0-7503-0833-8 (ensemble de 2 volumes )
- Mahan, John E. "Dépôt physique en phase vapeur de films minces" (2000) John Wiley & Sons ISBN 0-471-33001-9
- Mattox, Donald M. "Handbook of Physical Vapor Deposition (PVD) Processing" 2e édition (2010) Elsevier ISBN 978-0-8155-2037-5
- Mattox, Donald M. "Les fondements de la technologie de revêtement sous vide" (2003) Noyes Publications ISBN 0-8155-1495-6
- Mattox, Donald M. et Vivivenne Harwood Mattox (éditeurs) "50 Years of Vacuum Coating Technology and the Growth of the Society of Vacuum Coaters" (2007), Society of Vacuum Coaters ISBN 978-1-878068-27-9
- Westwood, William D. "Sputter Deposition", AVS Education Committee Book Series, Vol. 2 (2003) AVS ISBN 0-7354-0105-5
- Willey, Ronald R. "Surveillance et contrôle pratiques des films optiques minces (2007)" Willey Optical, Consultants ISBN 978-0-615-13760-5
- Willey, Ronald R. « Equipement pratique, matériaux et procédés pour les films optiques minces » (2007) Willey Optical, Consultants ISBN 978-0-615-14397-2