Brevet FR2555613A1 — publié le 19850531

La présente invention concerne d'une manière générale la technique de revêtement de supports par pulvérisation cathodique et, plus précisément, la technique de dépôt de pellicules d'oxy- de d'indium par pulvérisation cathodique renforcée magnétiquement. Les brevets US n 3 907 660 (Gillery) et 4 094 763 (Gillery et ses collaborateurs) décrivent un dispositif et un pro- cédé pour revêtir des supports réfractaires transparents de pel- licules électroconductrices par pulvérisation cathodique de métaux tels que l'étain et l'indium dans une atmosphère à basse pression contenant une quantité contrôlée d'oxygène, à une température con- trôlée du support se situant dans une gamme comprise entre 207 C et une température à laquelle le support est affecté d'une manière préjudiciable, ordinairement à 315 C ou au-dessus. Le brevet US n 4 166 018 (Chapin) décrit un dispositif de pulvérisation dans lequel un champ magnétique est créé au voi- sinage immédiat d'une surface plane de pulvérisation, le champ comprenant des lignes de flux en voûte au-dessus d'une région d'érosion en boucle fermée sur la surface de pulvérisation. La présente invention fournit un procédé pour abaisser la résistance de pellicules d'oxyde d'indium déposées par pulvé- risation au magnétron. D'après la présente invention, la résis- tance de pellicules d'oxyde d'indium déposées par pulvérisation au magnétron est abaissée par élévation de la température du sup- port pendant la pulvérisation au magnétron. Des pellicules d'oxyde d'indium de basse résistance sont obtenues à des vitesses de dépôt relativement rapides par une combinaison de techniques de pulvérisation au magnétron et de températures élevées du support, conformément à la présente invention. Les techniques connues de pulvérisation cathodique à diode à courant continu, utilisant une cathode d'alliage de 90% d'indium et de lO % d'étain produisaient des revêtements d'oxyde d'indium ayant des résistances de 5 ohms au carré pour une épaisseur de pellicule présentant des effets d'interférence de rouge du qua- O trième ordre, typiquement d'environ 6500 A. Ces techniques de pulvérisation cathodique créent une grande quantité de chaleur et les températures du support se situent en général entre environ 204 C et le point de fusion du support. Différentes techni- ques de refroidissement peuvent être utilisées pour la cathode et/ou le support. Malheureusement, ces procédés de pulvérisation cathodique prennent beaucoup de temps et le dépôt de pellicules ayant l'épaisseur nécessaire pour l'obtention d'une résistance aussi basse n'est pas économique dans la pratique. Les techniques de pulvérisation au magnétron actuelles sont beaucoup plus rapides et plus efficaces et elles n'ajoutent guère de chaleur au support soumis aurevêtement, ce qui fait qu'il n'est pas nécessaire d'appliquer des techniques de refroi- dissement et qu'on peut revêtir des supports dont les points de fusion sont plus bas. Lorsqu'on utilise une cathode d'alliage de % d'indium et de lO % d'étain, la pulvérisation au magnétron sur le verre à la température ambiante donne une pellicule d'oxy- de d'indium ayant une résistance de l'ordre de 15 ohms au carré pour une épaisseur présentant des effets d'interférence de rouge du quatrième ordre. D'après la présente invention, la résistance de pellicu- les d'oxyde d'indium produites par pulvérisation au magnétron est abaissée par le fait que les supports sont revêtus à des températures plus élevées. Par exemple, à une température du support d'environ 93 C, il est déposé une pellicule d'oxyde d'indium ayant une résistance d'environ 10 ohms au carré pour une épaisseur présentant des effets d'interférence de rouge du quatrième ordre. A environ 204 C, il est déposé une pellicule d'oxyde d'indium ayant une résistance d'environ 5 ohms au carré pour une épaisseur présentant des effets d'interférence de rouge du quatrième ordre. Des températures du support de plus de 204 C environ ne produisent pas de résistances plus basses, mais elles offrent cet avantage supplémentaire que le processus de pulvé- risation au magnétron est plus facile à contrôler, du fait que la composition du gaz de pulvérisation a une importance moins décisive. La présente invention pourra être mieux comprise à l'aide des descriptions d'exemples particuliers qui suivent. Exemple I Une feuille de glace flottée transparente d'environ 61 cm de côté sur 3 mm d'épaisseur, ayant initialement un facteur de transmission de la lumière de 90% environ, est revêtue par pulvé- risation au magnétron. Une cathode composée de 90% d'indium et de 10% d'étain est pulvérisée à 350 V et 15 A. La chambre de revê- tement, alimentée en argon et en oxygène avec des débits de 500 et de 350 cm /mn respectivement, est maintenue sous une pression de 6 x 10- mm Hg. Le verre, à une température d'environ 315 C, est revêtu en une seule passe de la cathode à balayage, se déplaçant à environ 3 m par minute. Une pellicule incolore est formée, don- nant un facteur de transmission de la lumière final de 86%. Le revêtement contenant de l'oxyde d'indium a une résistance d'envi- ron 100 ohms au carré, contre 237 ohms au carré pour une pellicu- le de la même épaisseur, déposée à la température ambiante. Exemple II Une feuille de verre transparent, mesurant environ 76 x 69 x 0,3 cm est revêtue de la même manière que ci-dessus, la cathode opérant à 340 V et 15 A, la chambre sous une pression de 8 x 10-4 mm Hg et les débits de gaz étant de 650 cm 3/mn pour l'argon et de 250 cm 3/mn pour l'oxygène. La température du verre étant d'environ 232 C et la cathode effectuant son balayage à environ 20 cm par seconde, il est déposé une pellicule contenant de l'oxyde d'indium qui donne un facteur de transmission de la lumière de 84% environ. La pellicule a une épaisseur d'environ o 1400 A, présentant des effets d'interférence de rouge du premier ordre, et elle a une résistance d'environ 18 ohms au carré, con- tre environ 40 ohms au carré pour une pellicule de la même épais- seur déposée à la température ambiante. Exemple III Une feuille de verre transparent est revêtue de la même manière que dans l'exemple II, à cette exception que la vitesse de balayage de la cathode n'est que d'environ 10 cm par seconde. Il est déposé une pellicule d'oxyde d'indium, donnant un facteur de transmission de la lumière d'environ 83%. La pellicule a une o épaisseur d'environ 2800 A, présentant des effets d'interféren- ce de rouge du second ordre, et elle a une résistance d'environ 13 ohms au carré, contre 25 ohms au carré pour une pellicule de même épaisseur déposée à la température ambiante. Exemple IV Une feuille de verre transparent, mesurant environ 79 x 41 x 0,3 cm, est revêtue de la même manière que dans les exemples précédents, la cathode opérant à 340 V, 5 A, à une vitesse de balayage d'environ 3 m par minute. La chambre de revê- tement est maintenue à 6,8 x 10-4 mm Hg avec des débits d'argon et d'oxygène de 660 et 260 cm3/mn respectivement. la température du verre étant d'environ 179 C, il est déposé une couche mince contenant de l'oxyde d'indium, donnant un facteur de transmission de la lumière d'environ 81%. La pellicule contenant de l'oxyde O d'indium a une épaisseur d'environ 5600 A, présentant des effets d'interférence de rouge du quatrième ordre, et elle a une résistan- ce d'environ 5 ohms au carré, contre une résistance de 10 à 20 ohms au carré pour une pellicule de la même épaisseur déposée à la température ambiante. Les exemples qui précèdent ont été présentés pour illus- trer la présente invention. Différentes modifications de la tem- pérature et des paramètres opératoires peuvent intervenir, ainsi que l'utilisation de supports différents du verre, par exemple des matières plastiques, et d'autres compositions de la cathode, en particulier l'étain. Le chauffage du support peut être réalisé par n'importe quel moyen, tel que le chauffage par conduction, par convection ou par rayonnement, en particulier par les moyens de chauffage par rayonnement décrits dans le brevet US Na 3 907 660 (Gillery), dont le mémoire descriptif est ici inclus à titre de référence. - REVENDICATIONS - 1.- Procédé pour la pulvérisation cathodique sur une surface-support d'une pellicule contenant un oxyde de métal, à partir d'une cathode faite d'un métal choisi dans le groupe cons- titué par l'indium, l'étain et des mélanges de ceux-ci, un champ magnétique étant formé au voisinage immédiat de la surface de pulvérisation de la cathode, caractérisé en ce qu'on maintient le support à une température suffisamment plus élevée que la température ambiante, pendant la pulvérisation, pour produire une pellicule contenant un oxyde de métal dont la résistance est nettement plus basse que celle d'une pellicule similaire, dé- posée sur un support à la température ambiante. 2.- Procédé selon la revendication l, dans lequel le support est maintenu à une température d'au moins 90 C environ. 3.- Procédé selon la revendication 2, dans lequel le support est maintenu à une température d'au moins 200 C environ. 4.- Procédé selon la revendication 3, dans lequel le support est du verre. 5.- Procédé selon la revendication 4, dans lequel la cathode est un alliage composé d'environ 90% d'indium et 10% d'étain. 6.- Procédé selon la revendication 5, dans lequel la o pellicule est formée avec une épaisseur d'environ 300 A et a une résistance d'environ 100 ohms au carré. 7.- Procédé selon la revendication 5, dans lequel la pellicule est formée avec une épaisseur présentant des effets d'interférence de rouge du premier ordre et a une résistance inférieure à 20 ohms au carré environ. 8.- Procédé selon la revendication 5, dans lequel la pellicule est formée avec une épaisseur présentant des effets d'interférence de rouge du quatrième ordre et a une résistance in- férieure à 10 ohms au carré environ. 9.- Procédé selon la revendication 8, dans lequel la pellicule a une résistance d'environ 5 ohms au carré. 10.- Article amélioré, préparé d'après le procédé de l'une quelconque des revendications I à 9.