Revêtements à partir d’une phase gazeuse (PVD/CVD)
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Sources de chaleur
Les sources de chaleur utilisables sont les mêmes que celles employées pour la
fusion aux conditions ambiantes: chauffage par effet Joule, HF, faisceau à électrons,
faisceau laser et plasma. Pour les taux importants d’évaporation, on préfère les
canons à électrons. En 1999 ils étaient capables d’évaporer 0,2 kg/minute d’aluminium.
15.4.3 Epitaxie avec faisceaux moléculaires (MBE)
Le MBE est une méthode pour la fabrication de couches extrêmement fines et
nanostructurées. C’est le seul procédé qui assure une croissance strictement bidimensionnelle sans formation de germes. Cette croissance contrôlée, couche atomique par couche atomique requiert:
• du temps, typiquement une couche atomique/seconde;
• un vide très bien contrôlé, qui assure que le recouvrement avec du gaz rémanent reste négligeable pendant la formation des couches.
On utilise donc l’ultravide comme médium de transport. L’avantage de l’épitaxie sous ultravide par rapport à l’épitaxie à partir de phase liquide ou gazeuse est
la possibilité de travailler à des températures nettement plus basses où la diffusion
dans le substrat et le revêtement est négligeable. C’est une condition sine qua non
pour la fabrication de structure avec changements de composition abrupts. Ces
changements de composition s’accompagnent de changements abrupts des propriétés. Ces changements abrupts au niveau des nanomètres sont nécessaires pour la
fabrication de composants quantiques, qui constitueront probablement les moyens
de stockage et de traitement d’information après 2007.
Pour l’évaporation en MBE, on utilise soit des cellules Knudsen soit des
canons à électrons adaptés à l’ultravide.
Une cellule Knudsen n’est qu’un petit creuset profond en nitrure de bore ou
carbone pyrolytique. Son orifice laisse sortir un jet d’atomes, de molécules ou
d’amas d’atomes à la vitesse thermique du creuset. Ce faisceau se dirige vers les
substrats sans subir de collision. Son intensité décroît avec le cosinus de l’angle par
rapport à l’axe de symétrie du creuset.
15.5 ÉCOULEMENT MOLÉCULAIRE
15.5.1 Principes
On parle d’écoulement moléculaire si la pression et les dimensions dans un
fluide sont telles, que la distance de libre parcours moyen du gaz considérée est
inférieure à la distance entre les parois. Sous ces conditions le gaz correspond à un
gaz idéal, dont l’équation d’état est
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Sources de chaleur
Les sources de chaleur utilisables sont les mêmes que celles employées pour la
fusion aux conditions ambiantes: chauffage par effet Joule, HF, faisceau à électrons,
faisceau laser et plasma. Pour les taux importants d’évaporation, on préfère les
canons à électrons. En 1999 ils étaient capables d’évaporer 0,2 kg/minute d’aluminium.
15.4.3 Epitaxie avec faisceaux moléculaires (MBE)
Le MBE est une méthode pour la fabrication de couches extrêmement fines et
nanostructurées. C’est le seul procédé qui assure une croissance strictement bidimensionnelle sans formation de germes. Cette croissance contrôlée, couche atomique par couche atomique requiert:
• du temps, typiquement une couche atomique/seconde;
• un vide très bien contrôlé, qui assure que le recouvrement avec du gaz rémanent reste négligeable pendant la formation des couches.
On utilise donc l’ultravide comme médium de transport. L’avantage de l’épitaxie sous ultravide par rapport à l’épitaxie à partir de phase liquide ou gazeuse est
la possibilité de travailler à des températures nettement plus basses où la diffusion
dans le substrat et le revêtement est négligeable. C’est une condition sine qua non
pour la fabrication de structure avec changements de composition abrupts. Ces
changements de composition s’accompagnent de changements abrupts des propriétés. Ces changements abrupts au niveau des nanomètres sont nécessaires pour la
fabrication de composants quantiques, qui constitueront probablement les moyens
de stockage et de traitement d’information après 2007.
Pour l’évaporation en MBE, on utilise soit des cellules Knudsen soit des
canons à électrons adaptés à l’ultravide.
Une cellule Knudsen n’est qu’un petit creuset profond en nitrure de bore ou
carbone pyrolytique. Son orifice laisse sortir un jet d’atomes, de molécules ou
d’amas d’atomes à la vitesse thermique du creuset. Ce faisceau se dirige vers les
substrats sans subir de collision. Son intensité décroît avec le cosinus de l’angle par
rapport à l’axe de symétrie du creuset.
15.5 ÉCOULEMENT MOLÉCULAIRE
15.5.1 Principes
On parle d’écoulement moléculaire si la pression et les dimensions dans un
fluide sont telles, que la distance de libre parcours moyen du gaz considérée est
inférieure à la distance entre les parois. Sous ces conditions le gaz correspond à un
gaz idéal, dont l’équation d’état est