DEPôts de couches minces par plasma à pression atmospherique
L’aptitude des technologies plasma à déposer des couches minces de matériaux à basse température sur tout type de surface offre des perspectives d’application très intéressantes pour l’ensemble de l’industrie. Ces couches minces peuvent servir de couches interfaciales ou de couches d’accroche voire devenir des couches « fonctionnelles », c’est-à-dire apportant des fonctionnalités telles que l’hydrophilie, l’hydrophobie ou participer à la protection des surfaces.
A la différence de l’activation de surface qui laisse presque inchangée la nature chimique de la surface traitée, l’action de déposer un matériau en couche mince sur une surface transforme totalement la nature chimique de celle-ci.
Principe du dépôt en phase vapeur assisté par plasma
Le dépôt de couches minces de matériau par plasma résulte d’une séquence chimique mettant en œuvre des réactifs gazeux et des réactifs sous forme vapeur pour les atomes constitutifs du matériau non disponibles sous forme gazeuse. En science des matériaux, cette séquence est désignée par le terme de dépôt en phase vapeur ou dépôt CVD (Chemical Vapor Deposition).
Comme pour toute réaction chimique, un moyen de chauffage externe, faisant s’élever significativement la température de surface, est souvent un facteur nécessaire pour débloquer la cinétique de la réaction. Mais l’assistance d’un plasma, ionisant les gaz participants à la réaction permet de s’affranchir de ce besoin thermique et il devient même possible de mener des réactions CVD sans moyen de chauffage externe.
Matériau à multiples usages, la silice se dépose à partir de plusieurs précurseurs chimiques peu onéreux et avec des vitesses de dépôt tout-à-fait compatibles avec les cadences industrielles.
Le dépôt de silice (SiO2)
Le dépôt d’autres matériaux
Des preuves de concept ont été faites pour d’autres matériaux.
Parce que les dépôts de couches mince par plasma ne mettent en œuvre que de très faible quantité de produits chimiques liquides, ils se caractérisent par une plus grande acceptabilité environnementale.