Centre d’Élaboration de Matériaux et d’Etudes Structurales (UPR 8011)


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Croissance Physique, UHV, Implantation Ionique, Champ Proche

Croissance Physique


 

La pulvérisation cathodique, dépôt sous vide par source plasma, consiste à venir bombarder une cible par des ions pour en extraire des particules qui vont se diriger et se condenser sur un substrat.

Les applications courantes sont la microélectronique, l’optique, la mécanique et la décoration.

Cette technique permet en outre de donner une nouvelle fonctionnalité à la surface d’origine !

 

Le bâti de pulvérisation cathodique du CEMES est une machine Plassys MP600S permettant de déposer des couches minces métalliques et isolantes.

 

La machine peut comporter jusqu’à quatre postes.

  • Cathodes en configuration TFT alimentées par un même générateur RF (2 postes).
  • Cluster de 3 magnétrons (Mak multi source) alimentées par 3 générateurs DC (1 poste)

 

Cibles métalliques : Al, Au, Fe, IrMn, Rh

Cibles isolantes  : Al2O3, MgO, SiO2

 

Implantation ionique


 

L’implantation ionique consiste à introduire des ions dans une matrice pour modifier ses propriétés. En général, en micro-électronique, l’implanteur d’ions est utilisé pour doper les matériaux semi-conducteurs.

Au CEMES, l’implantation ionique est une des voies physiques de synthèse de nanoparticules.

L’implanteur d’ions du CEMES est un modèle VARIAN 200-2A, avec une spécificité : un module « Ultra Low Energy » (ULE) permettant d’implanter à des énergies entre 0.6 keV et 200keV. Il a été rénové début 2016.

  Implanteur_2016

Cet équipement permet grâce à son module Ultra Low Energy de fabriquer des nanocristaux en maîtrisant :

  • leurs tailles,
  • la densité (fines couches)
  • leur position dans le substrat (quelques nanomètres de profondeur).

 

Les implantations réalisées au CEMES concernent les technologies suivantes :

Si, Ag, Au, Cr, Al : pour des applications en plasmonique et photovoltaïque

Si, In : pour des applications micro-électroniques (transistors)

H, He : pour élaborer le procédé SMARCUT

 

Pour permettre la formation de ces nano-cristaux, un recuit est nécessaire. Nous disposons aussi au laboratoire de fours :

  • Four RTA Annealsys : recuit rapide jusqu’à 1250°C avec une rampe de 40°C/sec max
  • Four de recuit classique Carbolite : recuit jusqu‘à 1200°C

 Personnes à contacter : Gérard Benassayag, Marzia Carrada, Béatrice Pecassou