Le rayonnement émis par la cible peut être détecté par le fluxmètre. Pour cela, il a même cathode magnétron (1 pouce). La figure
l’évolution du flux d’énergie collecté par le HFM à trois puissances plasma W) et un zoom sur la dernière condition (50 W).
Etude de la pulvérisation magnétron d’une cible magnétique
peut donner des indications sur sa , à des températures inférieures à 1000 K et à des températures plus élevées, visible, comme présenté sur la figure IV.2.
L’utilisation de la couleur d’un métal incandescent pour estimer sa température est foncée que nous avons observée est associée à une gamme de température allant de 650°C («rouge foncé ») à 750°C
»). Pour des températures supérieures, la couleur s’éclaircit : « cerise delà de 1000°C [tiré de Cette observation seule nous permet de a été atteinte et dépassée durant la pulvérisation à 50 W. Pour la connaître plus précisément il est
. Représentation schématique de l’intensité lumineuse émise par une surface en fonction de la longueur d'onde pour différentes températures [tiré de
Le rayonnement émis par la cible peut être détecté par le fluxmètre. Pour cela, il a La figure IV.3 montre plasma différentes
Figure IV. 3. Evolution de la densité de
cible de nickel d’un pouce pour trois puissances (à gauche) et un zoom sur la condition à 50
Comme vu dans le deuxième chapitre, le pic au début de chaque créneau est dû le plus souvent à l'évolution des par
l’oxyde natif à la surface de la cible). La densité de flux d’énergie atteint ensuite un état stationnaire au bout d’une trentaine de secondes. Pour les faibles puissances (17 et 30 W), des créneaux presque
Cependant, à 50 W, le flux d’énergie augmente brusquement et significativement après 2 min de fonctionnement jusqu’à un flux égal à 38 mW/cm². Une fois le plasma éteint, une partie du flux diminue instantanémen
lentement. Cette dernière correspond à la contribution IR provenant de la cible chaude dont la température décroit progressivement. Quand le flux commence à s’emballer, on note que la cible devient incandescente. On note égale
augmentation de la tension de la cathode de 360 à 390 V pour 50W. Cette évolution est révélatrice d’une modification des conditions de la décharge et peut être attribuée à une évolution du champ magnétique des aimants du magnétron. En effet,
la température de Curie dépassée, comme suggéré par l’incandescence de la cible, pour la configuration 1 pouce, même si le contact thermique est détérioré, il n’y a pas d’écrantage entre la cible et le corps du magnétron. Ainsi l’augmentation de la température de la cible peut influencer l’efficacité du refroidissement des aimants. En Etude de la pulvérisation magnétron d’une cible magnétique
115
e la densité de flux d’énergie en fonction du temps au
cible de nickel d’un pouce pour trois puissances (à gauche) et un zoom sur la condition à 50 W (à droite).
Comme vu dans le deuxième chapitre, le pic au début de chaque créneau est dû le plus souvent à l'évolution des paramètres électriques de la décharge (nettoyage de l’oxyde natif à la surface de la cible). La densité de flux d’énergie atteint ensuite un état stationnaire au bout d’une trentaine de secondes. Pour les faibles puissances (17 et 30 W), des créneaux presque carrés avec des plateaux sont ainsi observés.
Cependant, à 50 W, le flux d’énergie augmente brusquement et significativement après 2 min de fonctionnement jusqu’à un flux égal à 38 mW/cm². Une fois le plasma éteint, une partie du flux diminue instantanément et une autre partie diminue lentement. Cette dernière correspond à la contribution IR provenant de la cible chaude dont la température décroit progressivement. Quand le flux commence à s’emballer, on note que la cible devient incandescente. On note égale
augmentation de la tension de la cathode de 360 à 390 V pour 50W. Cette évolution est révélatrice d’une modification des conditions de la décharge et peut être attribuée
une évolution du champ magnétique des aimants du magnétron. En effet,
la température de Curie dépassée, comme suggéré par l’incandescence de la cible, pour la configuration 1 pouce, même si le contact thermique est détérioré, il n’y a pas d’écrantage entre la cible et le corps du magnétron. Ainsi l’augmentation de la pérature de la cible peut influencer l’efficacité du refroidissement des aimants. En la pulvérisation magnétron d’une cible magnétique
fonction du temps au-dessus d’une cible de nickel d’un pouce pour trois puissances (à gauche) et un zoom sur la condition à 50
Comme vu dans le deuxième chapitre, le pic au début de chaque créneau est dû le amètres électriques de la décharge (nettoyage de l’oxyde natif à la surface de la cible). La densité de flux d’énergie atteint ensuite un état stationnaire au bout d’une trentaine de secondes. Pour les faibles puissances carrés avec des plateaux sont ainsi observés.
Cependant, à 50 W, le flux d’énergie augmente brusquement et significativement après 2 min de fonctionnement jusqu’à un flux égal à 38 mW/cm². Une fois le plasma t et une autre partie diminue lentement. Cette dernière correspond à la contribution IR provenant de la cible chaude dont la température décroit progressivement. Quand le flux commence à s’emballer, on note que la cible devient incandescente. On note également une augmentation de la tension de la cathode de 360 à 390 V pour 50W. Cette évolution est révélatrice d’une modification des conditions de la décharge et peut être attribuée une évolution du champ magnétique des aimants du magnétron. En effet, une fois la température de Curie dépassée, comme suggéré par l’incandescence de la cible, pour la configuration 1 pouce, même si le contact thermique est détérioré, il n’y a pas d’écrantage entre la cible et le corps du magnétron. Ainsi l’augmentation de la pérature de la cible peut influencer l’efficacité du refroidissement des aimants. En
effet, les aimants utilisés en Néodyme
propriété magnétique par degré dans la gamme 0 magnétique induit une diminution d
augmentation de la tension (en valeur absolue) pour maintenir la puissance de consigne.
On définit ∆t comme le temps entre le début de la décharge et l’emballement d densité de flux d’énergie. Comme le montre la figure
puissance augmente, indiquant que ce nouveau r
plus tôt. Cela suggère une dépendance avec la température de la cible. Ainsi on attribue l’emballement d’énergie
magnétique/thermique de la cible quand elle atteint T
Figure IV.5. Son refroidissement est donc moins efficace et sa température augmente rapidement induisant une importante émission radiative.
Figure IV. 4. Densité du flux d’énergie en fonction du temps pour une cible de nickel d’un Etude de la pulvérisation magnétron d’une cible magnétique
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effet, les aimants utilisés en Néodyme-Fer-Bore perdent environ 0.1% de leur propriété magnétique par degré dans la gamme 0-100°C. Une perte du confinement
it une diminution du courant d’ions sur la cathode
augmentation de la tension (en valeur absolue) pour maintenir la puissance de
∆t comme le temps entre le début de la décharge et l’emballement d ie. Comme le montre la figure IV.4, ce temps diminue quand la puissance augmente, indiquant que ce nouveau régime de pulvérisation est attei plus tôt. Cela suggère une dépendance avec la température de la cible. Ainsi on
’emballement d’énergie dans ce cas à la déconnection magnétique/thermique de la cible quand elle atteint Tc comme schématisé sur la V.5. Son refroidissement est donc moins efficace et sa température augmente rapidement induisant une importante émission radiative.
. Densité du flux d’énergie en fonction du temps pour une cible de nickel d’un pouce à 50 et 55 W.
Etude de la pulvérisation magnétron d’une cible magnétique
Bore perdent environ 0.1% de leur 100°C. Une perte du confinement u courant d’ions sur la cathode et donc une augmentation de la tension (en valeur absolue) pour maintenir la puissance de
∆t comme le temps entre le début de la décharge et l’emballement de la V.4, ce temps diminue quand la égime de pulvérisation est atteint plus tôt. Cela suggère une dépendance avec la température de la cible. Ainsi on dans ce cas à la déconnection comme schématisé sur la V.5. Son refroidissement est donc moins efficace et sa température
. Densité du flux d’énergie en fonction du temps pour une cible de nickel d’un
Figure IV. 5. Cible de nickel d’atteindre Tc. A droite
Le flux radiatif φrad, détecté par le HFM après l’extinction du plasma, la température de la surface de la cible
Equation IV.1). Etant donné que la pastille de cuivre fixée sur le HFM a été couverte précédemment par un dépôt de nickel,
que la surface émettrice et collectrice prés Cela implique également de faire l’hypothèse la pastille sont identiques.
Figure IV. 6.Evolution de la densité de flux d'énergie en fonction du
W : Evaluation de la part de l’émission IR due à l’échauffement de la cible de Ni
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117
ible de nickel sur la cathode magnétron 1 pouce refroidie. A gauche . A droite : après Tc (connexion thermique détériorée) , détecté par le HFM après l’extinction du plasma, la température de la surface de la cible à l’aide de la loi de Stefan
V.1). Etant donné que la pastille de cuivre fixée sur le HFM a été couverte précédemment par un dépôt de nickel, on peut en première approximation considérer
la surface émettrice et collectrice présentent la même émissivité
Cela implique également de faire l’hypothèse que les états de surface sur la cible et
.Evolution de la densité de flux d'énergie en fonction du temps pour 50 : Evaluation de la part de l’émission IR due à l’échauffement de la cible de Ni
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refroidie. A gauche : avant (connexion thermique détériorée).
, détecté par le HFM après l’extinction du plasma, permet d’estimer à l’aide de la loi de Stefan-Boltzmann (cf.
V.1). Etant donné que la pastille de cuivre fixée sur le HFM a été couverte on peut en première approximation considérer entent la même émissivité : celle du Ni.
que les états de surface sur la cible et
temps pour 50 W et 55 : Evaluation de la part de l’émission IR due à l’échauffement de la cible de Ni.
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