FR3128232A1 - Procédé de fabrication d’un élément de pompage comprenant la réalisation d’un dépôt de matériau getter par pulvérisation par faisceau d’ions - Google Patents

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Sébastien BERNARD
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Guillaume BARNERIAS
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Abstract

Procédé de fabrication d’un élément de pompage pour enceinte (3) sous pression partielle de gaz, l’élément de pompage comprenant un substrat recouvert d’une couche de getter à base de matériau métallique, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de : placer, dans une chambre de traitement sous vide, le substrat et une cible (C) dans ledit matériau métallique,propulser des ions (I) contre la cible pour en extraire des particules de matériau métallique et les projeter contre une surface du substrat selon un angle d’incidence oblique. Enceinte sous pression partielle de gaz contenant un getter ainsi réalisé. FIGURE DE L’ABREGE : Fig.2

Description

Procédé de fabrication d’un élément de pompage comprenant la réalisation d’un dépôt de matériau getter par pulvérisation par faisceau d’ions
La présente invention concerne les enceintes sous pression partielle de gaz et plus particulièrement le dépôt d’un matériau getter sur un substrat.
ARRIERE PLAN DE L’INVENTION
Certains systèmes microélectroniques et/ou nanoélectroniques, tels que ceux de type MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), NEMS (Nano Electro Mechanical Systems), MOEMS (Micro Optical Electro Mechanical Systems), NOEMS (Nano Optical Electro Mechanical Systems) ou de type détecteur infrarouge, nécessitent pour leur bon fonctionnement d’être enfermés ou encapsulés de manière hermétique dans une enceinte dont l’atmosphère est contrôlée (contrôle de la nature des gaz présents dans l’enceinte et de la pression régnant dans l’enceinte).
L’enceinte est généralement définie par des parois métalliques susceptibles de relâcher du gaz à leur surface, notamment de l’hydrogène lorsqu’un vide très poussé (c’est-à-dire une pression inférieure à 10-7hectopascal, voir 10-8hectopascal) doit être réalisé à l’intérieur de ladite enceinte. Un tel dégazage est également susceptible d’être réalisé par tout élément enfermé dans l’enceinte (systèmes microélectroniques et/ou nanoélectroniques, détecteur infrarouge…) mais aussi par tout matériau de maintien de ces éléments (colle, brasure…).
Dans ces conditions, il est connu, pour parvenir à obtenir et/ou entretenir un vide aussi poussé que possible, de compléter le vide produit par des pompes mécaniques en effectuant un pompage complémentaire à l’aide d’un getter non évaporable (NEG) disposé en couche mince sur au moins l’une des parois de l’enceinte. Le getter est capable de produire des composés chimiquement stables par réaction avec les gaz présents dans l’enceinte à vide (notamment l’oxygène, le monoxyde de carbone, l’azote…) et cette réaction donne lieu à la disparition desdits gaz, ce qui correspond à un effet de pompage en particulier par adsorption des atomes de gaz par le getter.
Le dépôt du getter en couche mince est généralement réalisé sous vide par pulvérisation cathodique qui consiste à utiliser l'énergie d'un plasma (gaz en partie ionisé) à la surface d'une cible (cathode) pour arracher un à un les atomes du matériau constituant la cible et les déposer sur un substrat. Pour ce faire, on crée un plasma par ionisation d'un gaz pur (en général de l'Argon) grâce à une différence de potentiel, ou à une excitation électromagnétique. Ce plasma est composé d’ions d’Argon qui sont accélérés et confinés autour de la cible grâce à la présence d'un champ magnétique. Chaque atome ionisé, en percutant la cible, lui transfère son énergie et lui arrache un atome, possédant suffisamment d'énergie pour être projeté vers le substrat et ainsi former une couche de getter.
Néanmoins, un tel processus de dépôt a pour inconvénient de former des impuretés au niveau de la couche déposée car il n’y a pas assez d’électrons pour ioniser le plasma.
Qui plus est, la pression régnant pendant un tel dépôt est importante (environ 10-3hectopascal), ce qui engendre une pollution du plasma par le gaz et par l’environnement de la cible.
OBJET DE L’INVENTION
L’invention a pour but de proposer une solution remédiant au moins en partie aux inconvénients précités.
A cet effet, on propose un procédé de fabrication d’un élément de pompage pour enceinte sous pression partielle de gaz, l’élément de pompage comprenant un substrat recouvert d’une couche de getter à base de matériau métallique. Le procédé comprend les étapes de :
  • placer, dans une chambre de traitement sous vide, le substrat et une cible dans ledit matériau métallique ; et
  • propulser des ions contre la cible pour en extraire des particules de matériau métallique et les projeter contre une surface du substrat selon un angle d’incidence oblique.
Comparé à une pulvérisation cathodique, un tel processus de pulvérisation ne forme que très peu de polluants particulaires (pas d’éléments contaminant provenant de la machine mettant en œuvre ledit processus) et confère aux particules de matériau métallique une énergie atomique plus importante, ce qui permet une meilleure tenue du getter sur le substrat.
De manière particulière, le getter comprend plusieurs matériaux et la cible comprend une bande par matériau constituant le getter.
De manière particulière, le getter comprend plusieurs matériaux la cible comprend une mosaïque des matériaux constituant le getter.
De manière particulière, le getter comprend plusieurs matériaux la cible comprend un alliage des différents matériaux constituant le getter.
Selon une caractéristique particulière, l’angle d’incidence est compris entre 5 et 30 degrés environ.
L’invention concerne également une enceinte sous pression partielle de gaz contenant un getter ainsi réalisé.
L’invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative, et doit être lue en regard des figures annexées parmi lesquelles :
la représente schématiquement un dispositif électronique de l’art antérieur, équipé d’un getter ;
la représente schématiquement le procédé mis en œuvre pour réaliser le dépôt du matériau getter illustré à la ;
la représente un premier mode de réalisation de la cible utilisée pour la mise en œuvre du procédé illustré à la ;
la représente un deuxième mode de réalisation de la cible utilisée pour la mise en œuvre du procédé illustré à la ;
la représente un troisième mode de réalisation de la cible utilisée pour la mise en œuvre du procédé illustré à la .

Claims (6)

  1. Procédé de fabrication d’un élément de pompage pour enceinte (3) sous pression partielle de gaz, l’élément de pompage comprenant un substrat recouvert d’une couche de getter (7) à base de matériau métallique, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de :
    • placer, dans une chambre de traitement sous vide, le substrat et une cible (C) dans ledit matériau métallique et
    • propulser des ions (I) contre la cible pour en extraire des particules de matériau métallique et les projeter contre une surface du substrat selon un angle d’incidence oblique (α).
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le getter (7) comprend plusieurs matériaux métalliques et la cible (C) comprend une bande par matériau constituant le getter.
  3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le getter (7) comprend plusieurs matériaux métalliques et la cible (C) comprend une mosaïque de matériaux constituant le getter.
  4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le getter (7) comprend plusieurs matériaux métalliques et la cible (C) comprend un alliage des différents matériaux constituant le getter.
  5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l’angle d’incidence (α) est compris entre 5 et 30 degrés environ.
  6. Enceinte (3) sous pression partielle de gaz contenant un getter (7) réalisé via un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5.
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