Chapitre 2 : Téchniques de dépôt :
La pulvérisation cathodique
2.6.3 Pulvérisation RF (Radio-fréquence)
Le dispositif haute fréquence présente la
même structure que la pulvérisation diode DC, mais on remplace le
champ électrique continu par un champ électrique alternatif
à haute fréquence de l'ordre de 13.56 MHz (1 kV crête
à crête). On peut ainsi maintenir la décharge
jusqu'à une pression inférieure à 10-3 torr. Si
l'on ajoute un champ magnétique continu au champ électrique RF,
on peut maintenir une décharge stable jusqu'à quelques
10-4 torr. Ceci est un avantage considérable car le libre
parcours moyen des molécules gazeuses est d'environ 50 cm [90]. La
plupart des atomes éjectés de la cible ne rencontreront pas les
molécules du gaz résiduel.
L'avantage essentiel du procédé est de permettre
la pulvérisation de n'importe quel matériau, qu'il soit
conducteur ou isolant, car dans des systèmes à courant continu
les charges électriques des ions bombardant la cible s'accumulent
à sa surface. Elles y créent un champ électrique qui
repousse les ions du plasma, ce qui a pour effet de réduire
considérablement l'efficacité de la pulvérisation.
On peut envisager de travailler en courant alternatif pour
décharger la cathode, mais les ions restent suffisamment mobiles pour
atteindre les électrodes à chaque moitié de cycle, les
deux sont donc pulvérisés (substrat et cible) et le transport de
matière est nul. Pour éviter cela, on choisit d'utiliser un
plasma haut fréquence. Si on augmente la fréquence, les
électrons oscillant dans le champ HF acquièrent suffisamment
d'énergie pour provoquer une ionisation efficace et les ions, plus
lourds, restent immobiles dans le champ HF et ne provoquent pas la
répulvérisation du substrat. Les ions du fait de leur masse
restent peu mobiles et les électrons de masse négligeable suivent
les changements de polarité (voir Fig. 2.11).
Espace noir
Espace noir
Contre électrode
électrode
cible
Déplacement des
électrons dans
le
nuage de plasma
Générateur RF
Fig. 2. 11 Principe de la pulvérisation
radiofréquence
ENIT 2009 35
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