Effet de la température de la cible ou d'une modulation à basse fréquence de l'intensité de la décharge sur l'instabilité du processus de pulvérisation réactive du titane ou du zirconium par un plasma Ar/N2 ou Ar/O2

Influence of the target temperature or of the square wave low frequency modulation of the discharge current on the stability of the reactive sputtering process of titanium or zirconium in Ar/N2 or Ar/O2 plasmas

• Auteur / Autrice : David Mercs
• Direction : Claude Frantz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science et ingénierie des matériaux
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nitrures des métaux de transition

Titane

Zirconium

Pulvérisation cathodique

Résumé

La pulvérisation cathodique magnétron en condition réactive est un procédé de traitement de surface non polluant qui permet la synthèse d'une large gamme de revêtements céramiques (nitrures, oxydes, carbures,. . . ) sur différents types de substrats (acier, verre, plastique,. . . ). Pour ce faire, une cible métallique est pulvérisée en présence d'un plasma à base d'argon et contenant une certaine proportion de gaz réactif (azote, oxygène, méthane,. . . ). Néanmoins, j'obtention des composés céramiques aux propriétés intéressantes, s'effectue généralement avec une faible vitesse de dépôt, lorsque le gaz réactif introduit dans l'enceinte de pulvérisation présente une affinité importante avec le métal constituant la cible et / ou lorsque la vitesse de pompage est insuffisante. Après la description détaillée du dispositif expérimental et des conditions de pulvérisation, nous présentons une étude de l'instabilité du processus de pulvérisation réactive du titane et du zirconium en présence d'un plasma à base d'argon et contenant de l'azote ou de l'oxygène. Pour des conditions de pulvérisation, volontairement choisies très instables, nous présentons trois techniques de pulvérisation simples et innovantes qui permettent d'augmenter de façon significative la vitesse de dépôt des composés stœchiométriques TiN, ZrN, TiO2 et ZrO2 : l'augmentation du flux de métal pulvérisé, la modulation à basse fréquence de l'intensité de la décharge et l'augmentation de la température de la cible qui favorise la consommation par diffusion de l'azote ou de l'oxygène au cours de la pulvérisation.