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Systèmes à couches minces innovants

Dans le domaine des systèmes à couches minces, nous développons, fabriquons et modifions des équipements de revêtement PECVD en nous focalisant sur les couches fonctionnelles à base de carbone. Nous travaillons en étroite collaboration avec le Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik (IWM, Institut Fraunhofer de mécanique des matériaux) de Fribourg-en-Brisgau, en Allemagne.

Vous trouverez sur ces pages un aperçu des projets que nous avons réalisés.

En collaboration avec l'IWM Fraunhofer, nous avons établi, dans le cadre du développement des couches minces, les paramètres de base d’une technologie de revêtement adaptée au passage à l'échelle industrielle. Différents systèmes d’électrodes et d’arrivée de gaz ont été testés à partir des connaissances dérivées de l’évaluation tribologique et chimique des couches générées. Ces électrodes sont fabriquées par inprotec AG puis intégrées dans les équipements PECVD du laboratoire de l’IWM.

Ce processus est itératif, car les systèmes d’électrodes et d’arrivée de gaz doivent être testés en continu pour être optimisés en fonction du processus. La qualité des couches produites sert de référence pour élaborer en étroite collaboration des solutions nouvelles et les adapter aux conditions des équipements PECVD du laboratoire de l’IWM.

L’aptitude au passage à l'échelle industrielle est évaluée à l’aide de différentes dispositions géométriques ou d’un grand nombre de pièces à revêtir. Les systèmes d’électrodes et d’arrivée de gaz optimisés doivent en effet être fabriqués en fonction des dimensions spécifiques de chaque équipement.

L’expérience a montré qu’il faut s’attendre à des défauts et des résultats non optimaux lors de la première mise en service d’une cellule de revêtement prototype. L’élimination de ces difficultés de démarrage ne doit jamais être négligée et est donc prise en charge par inprotec AG en étroite collaboration avec l’IWM.

Par ailleurs, nous coopérons dans le domaine du développement de composants d’équipement. Par exemple, nous développons des électrodes, des systèmes de distribution de gaz / pommes de douche, des systèmes d’évacuation de gaz ou des récipients.

Fabrication de systèmes à couches minces innovants

En coopération avec l'Institut Fraunhofer, nous réalisons diverses installations de revêtement PECVD. Voici un aperçu de nos projets réalisés.

Équipement type 1

Équipement PECVD classique avec disposition parallèle des plaques pour produire un plasma RF par couplage capacitif (13,56 MHz) :

Ce type d’équipement basé sur la technologie capacitive de revêtement par plasma RF à couplage capacitif a été développé en commun par inprotec AG et l’IWM Fraunhofer dans le cadre de deux thèses de doctorat. À la différence de la technologie de revêtement disponible sur le marché, un nouveau concept, caractérisé par le fait que le réacteur s’adapte automatiquement à la géométrie de la pièce à revêtir, a été développé jusqu’au niveau de la production en série.

Un type de construction flexible permettant d’élargir facilement le volume d’utilisation garantit l’aptitude des processus au passage à l'échelle industrielle tout en conservant les paramètres de dépôt optimaux, dont le choix dépend du profil de contrainte souhaité. Ce type d’équipement peut être fourni en tant qu’équipement de laboratoire ou en tant qu’équipement de production sur mesure.

Équipement type 2

Équipement PECVD à capacité 3D extrême, pratiquement sans entretien, pour produire un plasma RF par couplage capacitif à propriétés REMOTE (13,56 MHz):

À partir de l’expérience acquise par l’IWM Fraunhofer avec l’équipement type 1, une nouvelle technologie de processus assistée par plasma a été mise au point ; elle permet de commander séparément les propriétés inhérentes et topographiques des couches de la famille des hydrocarbures amorphes. Cette technique PECVD autonome permet la structuration spécifique de couches DLC directement à partir du processus.

La manipulation ciblée des flux de diffusion d’ions permet de générer une couche uniquement sur l’électrode de substrat, ce qui réduit considérablement les arrêts nécessaires pour assurer l’entretien de l’équipement. La modification du trajet du courant plasma de cette technologie PECVD évite non seulement l’encrassement progressif de l’équipement, mais permet aussi de maîtriser les différents paramètres pendant le dépôt.

Cela permet de multiplier le nombre de fenêtres de processus. Celles-ci peuvent être utilisées non seulement pour des vitesses de dépôt élevées, jusqu’à 1 µm/min, tout en conservant les propriétés typiques des couches DLC, mais aussi pour obtenir différentes morphologies de couche. On peut notamment obtenir des couches DLC à structure spécifique sans avoir besoin d’un substrat préstructuré (structuration in situ). L’équipement présenté sur la photo est le prototype de l’équipement type 2 dans un laboratoire de l’IWM Fraunhofer.

Équipement type 3

Une version spéciale de l’équipement type 2 pratiquement sans entretien:

Ce type d’équipement a été spécialement développé pour des clients ayant besoin d’une quantité importante de pièces à revêtir, mais ne disposant que de locaux de faible hauteur. Parallèlement, le réservoir horizontal permet de revêtir des substrats extrêmement allongés. L’équipement présenté sur la photo est un prototype pour production de petite série de l’équipement type 3 dans un laboratoire de l’IWM Fraunhofer.