Dépôt PAPVD

Par rapport à la pulvérisation magnétron, la pulvérisation assistée par plasma multi-dipolaire (plasma auxiliaire), où production du plasma et polarisation des cibles sont indépendantes, présente de très nombreux avantages :

• Simplicité des cibles (pas d’aimant permanent)
• Usure uniforme des cibles (rendements matière élevés)
• Pas de limitation à la pulvérisation des matériaux magnétiques
• Possibilité d’opérer sur une plus large gamme de pression
• Nettoyage des cibles par le plasma auxiliaire sans pulvérisation (suppression des caches)
• Nettoyage du substrat par le plasma auxiliaire (polarisation indépendante du substrat)
• Assistance ionique sur le substrat pendant le dépôt (polarisation indépendante du substrat)
• Possibilité d’ioniser les vapeurs atomiques entre cible et substrat par le plasma auxiliaire
• Dépôt d’alliages par co-pulvérisation (contrôle de la composition de 0 à 100 % par polarisation indépendante des différentes cibles)
• Contrôle de l’empoisonnement des cibles en pulvérisation réactive par la polarisation indépendante des cibles.

La pulvérisation assistée par plasma multi-dipolaire apporte une souplesse d’utilisation exceptionnelle qui peut être mise à profit pour déposer à basse température des matériaux métastables ou des alliages à propriétés fonctionnelles inédites, comme par exemple, des films magnétiques nanostructurés ou des matériaux pour le stockage ou la conversion d’énergie (alliages à mémoire de forme magnétique, matériaux thermo-électriques, matériaux magnéto-caloriques).

Les plasmas multi-dipolaires peuvent aussi être utilisés comme plasmas auxiliaires dans des procédés PAPVD autres que la pulvérisation, comme l’évaporation, l’épitaxie par jets moléculaires, ou les dépôts par laser pulsé (PLD ou pulsed laser deposition).

Porte-cibles multiples pour co-pulvérisation d’alliages métalliques

Articles et ouvrages de référence

• VEMPAIRE David, thèse UJF, en co-tutelle avec le Laboratoire de Cristallographie de Grenoble, Modification des propriétés magnétiques de couches minces de nickel et de manganèse et réalisation de microstructures magnétiques par implantation ionique en immersion plasma (Grenoble, décembre 2004)
• G. GIRARD, S. BÉCHU, N. CAILLAULT, L. CARBONE, D. FRUCHART, Bulk and thin films of magnetic-shape memory Ni-Mn-Ga alloys deposited by multi-dipolar plasma-assisted sputtering, J. Alloys & Compounds, 465, 35-40 (2008)
• D. VEMPAIRE, F. FETTAR, L. ORTEGA, F. PIERRE, S. MIRAGLIA, A. SULPICE, J. PELLETIER,
  E. K. HLIL, D. FRUCHART, Nonmagnetic thin layers of Ni3N, J. Appl. Phys. 106, 0736911 (2009)