Notions de PVD

PVD = Physical Vapour Deposition (dépôt physique en phase vapeur)

 

  • UN BREF HISTORIQUE :

Après des années de recherche sur les procédés notamment en Russie et en Allemagne, l’ingénierie de surface par plasma s’est fortement développée et industrialisée depuis les années 80.

Le PVD est maintenant utilisé dans différentes  branches industrielles telles que le semi-conducteur, l’optique, le verre, les outils coupants et le décoratif. Les développements les plus récents concernent les revêtements tribologiques et les cellules solaires.

 

cible PVD chrome avec anneau cuivre Cr  Cible pour PVD titane aluminium ti al  Cible pour PVD aluminium titane silicium al ti si

Cible Chrome (Cr)                                                    Cible Titane Aluminium (TiAl)                Cible Aluminium Titane Silicium (AlTiSi)

 

 

  • PRINCIPE DE BASE :

Il regroupe l’ensemble des techniques de dépôt sous vide permettant le transfert de matière à l’état atomique.

Il permet un revêtement mince: de quelques nanomètres à environ 10 micromètres d’épaisseur.

 

  • LES PROCEDES PVD :
    • La pulvérisation magnétron (magnetron sputtering) :
  1. – Vide poussé → introduction gaz neutre (Argon ou Azote)
  2. – Gaz ionisé (Ar+) → les ions bombardent la cible chargée négativement
  3. – Atomes arrachés → se déposent sur le substrat

a schematic of the DC magnetron sputtering process

Cible PVD carbure de tungstène WC Cible PVD silicium aluminium oxyde de titane Al Tio Cible PVD Aluminium chrome ALCr

Cible Carbure de Tungstène  (WC)                     Cible Silicium Aluminium (SiAl)                   Cible Aluminium Chrome (AlCr)

 

    • L’évaporation par arc cathodique (cathodic arc) :
  1. – Vide poussé → introduction gaz neutre (Argon ou azote)
  2. – Arc électrique amorcé en surface de la cible
  3. – Cathode bombardée par flux d’électrons
  4. – Échauffement localisé → évaporation de la matière qui se dépose sur le substrat

Evaporation par arc cathodique

 

Cible PVD Aluminium Titane Al Ti Cible PVD Titane Ti Cible PVD Chrome Cr

Cible Aluminium Titane (AlTi)                                           Cible Titane (Ti)                                             Cible Chrome (Cr)

 

    • L’évaporation par effet Joule ou canon à électron (electron beam evaporation) :
  1. – Matériau sous forme de granulés ou fils, chargé dans un creuset
  2. – Vide poussé
  3. – Creuset chauffé par résistance ou matière à l’intérieur bombardée au canon à électron
  4. – Evaporation puis condensation sur le substrat

Ebeam

 

Insulateur en céramique aluminenitrure de bore mica cible graphite pour PVD coiffe céramique pour cible PVD

Isolant Alumine (Al2O3)                                                 Cible Graphite (C)                                               Coiffe Céramique