Utilisation des plasmas en traitement de surface

 

1- Introduction du gaz précurseur

Les pièces à traiter sont introduites dans une enceinte dont on a éliminé les gaz qui pourraient polluer le processus en faisant un vide le plus bas possible.

La matière nécessaire au traitement est ensuite introduite sous la forme gazeuse dans l’enceinte du réacteur.

Le débit de gaz que l'on appelle «précurseur»  est réglé pour que la pression soit compatible avec l'allumage du plasma.

2- Décomposition du gaz

Sous l'effet d'un apport d'énergie par micro-ondes, le gaz se décompose sous la forme d'un nuage de molécules plus ou moins dissociées, d'ions, d'électrons, de neutrons, de photons.

Cet état, totalement anarchique, caractérisé par une excitation maximale, avec des niveaux d'énergie très élevés et des vitesses de déplacement extrêmes, constitue un «plasma».

3- Résultat

En polarisant électriquement la pièce à traiter, les particules sont attirées par la pièce (souvent appelée le substrat). La perte brutale d'énergie au cours du choc peut provoquer un retour direct à l'état solide, un décapage de la surface ou une implantation dite «ionique».

Il y a une grande similitude avec un mélange de sel dans de l'eau.
Quand une pièce métallique est plongée dans cette solution, une tension appliquée entre la pièce à traiter et le bain suffit pour effectuer un décapage ou un dépôt chimique.
Si les bains aqueux nécessitent des rinçages, séchages et présentent des risques de pollution ou d'oxydation entre les différents bains, ces risques de pollution sont inexistants sous vide.