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Analyse et technologie des surfaces
On peut stabiliser ou étendre le régime d’arc vers des courants plus bas en
ajoutant d’autres moyens pour fournir les électrons nécessaires à la cathode. Les
solutions les plus courantes sont des filaments chauffés par un courant alternatif ou
d’autres décharges autonomes, par exemple une décharge du type cathode creuse ou
une décharge micro-onde. Dans ce dernier cas, on a une cathode «virtuelle».
12.8 IMPLANTATION IONIQUE
A l’origine, l’implantation ionique n’était pas un traitement de diffusion. Dans
une implantation ionique, des ions de toutes sortes sont créés dans une décharge
limitée à un volume restreint, la «source». L’implantation ionique utilise l’ultravide
comme vecteur.
La matière à implanter est dirigée et accélérée vers la surface par des champs
électromagnétiques. Elle doit donc être préparée sous forme de plasma.
Pour des éléments qui peuvent être mis à disposition sous forme de gaz aux
températures ambiantes, on utilisera des décharges luminescentes ou des décharges
triodes pour la transformation du gaz en plasma. La forme préférée est l’hydrure
des éléments qu’on veut implanter: borane pour le bore, phosphine pour le phosphore, etc.
Pour les éléments qui ne peuvent pas être mis à disposition sous forme gazeuse
comme certains métaux, on peut utiliser l’évaporation in situ avec des nacelles
d’évaporation. La vapeur du métal émanant de l’évaporateur sera ionisée dans une
décharge luminescente.
Les ions sont ensuite accélérés avec plusieurs kV avant de rencontrer la surface. Cette accélération leur confère l’énergie cinétique suivante:
(12.17)
où Z est la charge de l’ion en question.
Ces ions peuvent pénétrer dans le solide pourvu que leur énergie dépasse un
certain seuil – ~1 keV pour l’azote dans les aciers. Dans le solide, ces ions subissent
des collisions avec les noyaux et les électrons libres. On différencie ces deux
E ion
ZeV
=
Fig. 12.14 Taches cathodiques se déplaçant sur une cathode (par courtoisie de Metaplas SA).
Analyse et technologie des surfaces
On peut stabiliser ou étendre le régime d’arc vers des courants plus bas en
ajoutant d’autres moyens pour fournir les électrons nécessaires à la cathode. Les
solutions les plus courantes sont des filaments chauffés par un courant alternatif ou
d’autres décharges autonomes, par exemple une décharge du type cathode creuse ou
une décharge micro-onde. Dans ce dernier cas, on a une cathode «virtuelle».
12.8 IMPLANTATION IONIQUE
A l’origine, l’implantation ionique n’était pas un traitement de diffusion. Dans
une implantation ionique, des ions de toutes sortes sont créés dans une décharge
limitée à un volume restreint, la «source». L’implantation ionique utilise l’ultravide
comme vecteur.
La matière à implanter est dirigée et accélérée vers la surface par des champs
électromagnétiques. Elle doit donc être préparée sous forme de plasma.
Pour des éléments qui peuvent être mis à disposition sous forme de gaz aux
températures ambiantes, on utilisera des décharges luminescentes ou des décharges
triodes pour la transformation du gaz en plasma. La forme préférée est l’hydrure
des éléments qu’on veut implanter: borane pour le bore, phosphine pour le phosphore, etc.
Pour les éléments qui ne peuvent pas être mis à disposition sous forme gazeuse
comme certains métaux, on peut utiliser l’évaporation in situ avec des nacelles
d’évaporation. La vapeur du métal émanant de l’évaporateur sera ionisée dans une
décharge luminescente.
Les ions sont ensuite accélérés avec plusieurs kV avant de rencontrer la surface. Cette accélération leur confère l’énergie cinétique suivante:
(12.17)
où Z est la charge de l’ion en question.
Ces ions peuvent pénétrer dans le solide pourvu que leur énergie dépasse un
certain seuil – ~1 keV pour l’azote dans les aciers. Dans le solide, ces ions subissent
des collisions avec les noyaux et les électrons libres. On différencie ces deux
E ion
ZeV
=
Fig. 12.14 Taches cathodiques se déplaçant sur une cathode (par courtoisie de Metaplas SA).