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Alimentation haute tension Wisman dans le domaine du plasma Large gamme d'applications

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Spécification de l'application

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Qu'est-ce que le plasma ?

Le plasma est un état de la matière dont l'énergie est supérieure à celle du gaz. D'une manière générale, la matière existe sous trois formes : solide, liquide et gazeuse. Lorsque la température augmente, un solide devient un liquide et un gaz.

Par exemple, l'eau devient un solide appelé glace à l'état cristallin, de l'eau liquide lorsque la température augmente, et un gaz appelé vapeur d'eau lorsque la température augmente encore. Ainsi, la quantité d'énergie que possède une substance détermine son état de matière.

La matière a généralement des électrons qui se déplacent autour de son noyau. Le noyau est chargé positivement et se compose de protons et de neutrons. En revanche, les électrons étant chargés négativement, ils sont attirés par le noyau par la force de Coulomb et se déplacent toujours autour du noyau.

Toutefois, lorsque la température du gaz augmente encore jusqu'à un état d'énergie extrêmement élevé d'environ quelques milliers de degrés Celsius, les électrons en orbite autour du noyau se séparent (s'ionisent) des atomes et deviennent instables. Cet état est appelé plasma.

Dans un état ionisé et instable, le plasma émet de la lumière et des ondes électromagnétiques, et semble briller lorsqu'il libère de l'énergie et tente de revenir à un état stable. En outre, le courant circule très facilement, ce qui se caractérise également par une augmentation du mouvement des électrons sous l'effet de la force électromagnétique.

Bien que le plasma semble être un état particulier, il est souvent observé dans la nature. Le tonnerre et l'aurore en font partie. Dans l'industrie, il est également utilisé pour fabriquer des lampes fluorescentes, des torches à plasma et des semi-conducteurs.

Le plasma dans un semi-conducteur

Voici trois exemples de plasmas utilisés dans la fabrication de semi-conducteurs.

(1) Dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD)

Le dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD) est utilisé pour former des films de nitrure de silicium (SiN) et des films d'oxyde de silicium (SiO 2) dans la fabrication de semi-conducteurs en silicium.

Le gaz d'alimentation fourni au substrat est converti en plasma par un courant continu (CC), un courant de radiofréquence (RF) ou des micro-ondes pour activer des particules d'excitation neutres. Il s'agit d'une méthode permettant de former un film mince en provoquant une réaction chimique sur un substrat et en déposant le matériau résultant.

Par rapport à la méthode traditionnelle de traitement thermique (méthode CVD thermique), elle se caractérise par sa capacité à former des couches minces à basse température. Comme elle n'utilise pas de dispositif de chauffage, elle peut traiter des substrats irréguliers et des formes complexes.

(2) Gravure sèche au plasma

La gravure consiste à creuser des sillons et des motifs à la surface du substrat. Traditionnellement, on utilise des méthodes de gravure humide à l'aide de solutions de gravure. Toutefois, ces dernières années, la gravure sèche à l'aide de gaz ou d'ions de gravure s'est généralisée.

La gravure sèche au plasma est une technique qui permet de graver la surface d'un substrat en le grattant avec du plasma. Également connue sous le nom de technologie de gravure chimique et physique.

Comme pour le dépôt chimique en phase vapeur, le gaz s'écoule vers la surface du substrat et se transforme en plasma. À ce stade, les ions entrent en collision avec le substrat, ce qui favorise une réaction chimique avec les substances contenues dans le plasma. Il est ainsi possible de gratter avec précision la surface du substrat à l'échelle atomique.

Contrairement à la gravure humide, aucun liquide résiduel n'est produit, de sorte qu'en plus d'être une méthode de traitement propre, il est possible d'effectuer un traitement plus précis que la gravure humide.

Une gravure plus profonde peut également être utilisée pour séparer les puces semi-conductrices, ce que l'on appelle le découpage au plasma.

(3) Nettoyage au plasma

Le nettoyage au plasma est une technologie de nettoyage qui utilise le plasma pour décomposer et vaporiser les matières organiques telles que l'huile attachée à la surface du substrat. Outre le fait qu'il s'agit d'une méthode de nettoyage à sec qui n'utilise pas d'eau ni de solutions de nettoyage, elle permet également d'obtenir un niveau de nettoyage élevé sans laisser de résidus.

Le nettoyage au plasma peut également rendre la surface de l'objet traité hydrophile en brisant les liaisons moléculaires et en la modifiant avec des groupes hydroxyles. Dans la fabrication des semi-conducteurs, il est également utilisé pour ajouter de l'hydrophilie aux surfaces de PDMS (diméthylpolysiloxane) afin d'améliorer l'adhérence des motifs.