FR2997965A1 - Enceinte pour le traitement thermique d'un materiau reactif, notamment pour la realisation de depot de couches sur un substrat, et procede de traitement thermique dans une telle enceinte - Google Patents
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Abstract
Enceinte (1) pour le traitement thermique d'un matériau réactif, comprenant : - une chambre de traitement (3) comportant au moins un porte-substrat (4) et au moins un porte-creuset (5), - des moyens (6) de régulation de la température dans la chambre de traitement, - des moyens (9) de régulation de la pression dans la chambre de traitement (3) pour y faire régner une pression statique déterminée. L'enceinte comprend en outre : - des moyens (7) de régulation de la température du porte-substrat (4) et - des moyens (8) de régulation de la température du porte-creuset (5). Les moyens (6) de régulation de la température de la chambre de traitement (3), les moyens (7) de régulation de la température du porte-substrat (4) et les moyens (8) de régulation de la température du porte-creuset (5) sont indépendants les uns des autres.
Description
Enceinte pour le traitement thermique d'un matériau réactif, notamment pour la réalisation de dépôt de couches sur un substrat, et procédé de traitement thermique dans une telle enceinte L'invention concerne le domaine du traitement thermique de matériaux dans une enceinte, et se rapporte plus particulièrement au domaine de la réalisation de dépôt de couches sur un substrat placé dans l'enceinte, notamment, mais non limitativement, pour la fabrication de cellules photovoltaïques.
Une cellule photovoltaïque comprend en général un substrat, qui peut se présenter par exemple sous la forme d'une plaque de verre ou d'une feuille de métal, sur lequel est déposée une couche dite de contact. Sur cette couche de contact, il est formé une couche absorbante, en un matériau de stoechiométrie égale ou voisine de 1-111-VI2 ou de 12-11-1V-V12, particulièrement adaptée pour obtenir l'effet photovoltaïque. Cette couche absorbante comprend par exemple du cuivre Cu pour l'élément 1 (colonne 1 de la classification périodique des éléments), du zinc comme élément 11 (colonne 11 de la classification périodique des éléments), de l'indium In, du gallium Ga ou encore de l'aluminium Al comme élément III (colonne III de la classification périodique des éléments), de l'étain comme élément IV (colonne IV de la classification périodique des éléments) et du soufre S ou du sélénium Se pour l'élément VI (colonne VI de la classification périodique des éléments). Cette couche est plus couramment appelée couche CIGS pour cuivre - indium - gallium - sélénium ou soufre. Il existe différentes méthodes de fabrication des cellules photovoltaïques, mettant en jeu par exemple des procédés d'électrolyse, de pulvérisation cathodique ou de vaporisation. Dans un procédé avantageux, la cellule photovoltaïque est réalisée par évaporation sous vide des éléments de la couche absorbante, par exemple les éléments 1, III et VI. Selon un premier exemple, les éléments 1 et III sont déposés en tant que précurseur sur le substrat. La couche de précurseur subit ensuite un recuit dans une atmosphère chargée en élément VI, tel que le sélénium, et on parle alors de « sélénisation ». La réaction provoquée permet d'obtenir la structure adéquate pour l'effet photovoltaïque désiré.
Selon un deuxième exemple, les éléments I et III peuvent être vaporisés dans une atmosphère chargée en élément VI, de manière à obtenir en une seule étape la couche CIGS. Une méthode générale connue pour réaliser l'évaporation sous vide consiste à créer un vide dans une enceinte, sous une cloche, dans laquelle sont placés des creusets contenant les matériaux à évaporer. Une pompe est mise en oeuvre pour maintenir le vide. Les creusets eux-mêmes sont en matériaux inertes vis-à-vis de l'évaporation. Des moyens de chauffage, par exemple par effet Joule, portent les creusets aux températures nécessaires pour obtenir l'évaporation des matériaux qu'ils contiennent.
Les couches se déposent alors par condensation sur le substrat, lequel est également placé sous la cloche. Un shutter, ou une vanne, est placé au-dessus du creuset et agit comme un interrupteur on/off pour autoriser la matière vaporisée à s'échapper dans l'enceinte ou pour la confiner dans le creuset. Le temps d'ouverture du shutter est déterminé par l'épaisseur de la couche déposée : lorsque celle-ci atteint une valeur souhaitée, mesurée par un équipement dédié, alors le shutter est refermé. Il existe plusieurs limites à cette méthode. Notamment, la quantité évaporée puis déposée d'un matériau particulier sur le substrat est en pratique difficilement contrôlée, car il peut se produire des réactions parasites dans l'enceinte, avant que le matériau n'atteigne le substrat. En effet, lorsqu'un premier matériau est évaporé, il se peut que l'ensemble de la quantité évaporée ne se condense pas sur le substrat, et demeure en suspension dans l'atmosphère de l'enceinte ou se condense sur les parois de l'enceinte.
Dès lors, lorsqu'un deuxième matériau est évaporé à son tour, il peut réagir avec le premier encore dans l'enceinte avant de se condenser sur le substrat. La couche formée, comprenant des produits de la réaction entre le premier matériau et le deuxième matériau, ne présente alors pas la composition visée. Les propriétés de la couche ainsi obtenue s'en trouvent modifiées. Les solutions consistant soit à nettoyer l'enceinte entre deux étapes d'évaporation, soit à changer le substrat d'enceinte lorsque le matériau à évaporer change, en plus d'être fastidieuses, ne peuvent pas toujours être mises en oeuvre selon les réactions que l'on cherche à provoquer dans l'enceinte et qui, par exemple, nécessitent que l'enceinte demeurent fermée.
En outre, la quantité de matériau ne se déposant pas sur le substrat constitue une perte, ce qui peut augmenter considérablement les coûts, surtout lorsque les matériaux mis en jeu sont rares et coûteux. Enfin, la mise en place d'un shutter ou d'une vanne n'est pas une solution satisfaisante car elle entraîne la mise en oeuvre d'équipement supplémentaire, augmentant les coûts, et elle implique des étapes de réglage et d'installation supplémentaires, rendant la manipulation davantage fastidieuse pour un opérateur. Il existe donc un besoin pour une nouvelle enceinte de traitement thermique permettant notamment de résoudre ces problèmes. La présente invention vient améliorer la situation en proposant notamment une enceinte permettant un contrôle accru des réactions au sein de l'enceinte.
A cet effet, selon un premier aspect, l'invention propose une enceinte pour le traitement thermique d'un matériau réactif, notamment pour la réalisation de dépôt de couches sur un substrat. L'enceinte comprend : une chambre de traitement comportant au moins un porte-substrat et au moins un porte-creuset apte à supporter un creuset pour contenir un matériau réactif à déposer sur le substrat, des moyens de régulation de la température dans la chambre de traitement, des moyens de régulation de la pression dans la chambre de traitement pour y faire régner une pression statique déterminée.
L'enceinte comprend en outre : des moyens de régulation de la température du porte-substrat et des moyens de régulation de la température du porte-creuset.
Les moyens de régulation de la température de la chambre de traitement, les moyens de régulation de la température du porte-substrat et les moyens de régulation de la température du porte-creuset sont indépendants les uns des autres.
La chambre de traitement dans l'enceinte est alors parfaitement étanche, la pression à l'intérieur pouvant être maintenue constante de manière statique. Les réactions au sein de la chambre de traitement peuvent ainsi être avantageusement contrôlées par le contrôle de la température du substrat, du creuset et de l'environnement dans la chambre de traitement.
Selon un mode préféré de réalisation, les moyens de régulation de la pression dans la chambre de traitement pour faire régner une pression statique déterminée comprennent : une chambre primaire munie de moyens pour être isolée de manière étanche de l'environnement extérieur, au moins une paroi intérieure amovible entre la chambre de traitement et la chambre primaire, et un système de pompe. La paroi intérieure peut prendre une position de fermeture dans laquelle elle est en contact avec une paroi de la chambre de traitement de manière à isoler la chambre de traitement de manière étanche et thermique de la chambre primaire, et une position d'ouverture, dans laquelle elle est écartée de la paroi de la chambre de traitement, de manière à mettre la chambre de traitement en communication avec la chambre primaire, le système de pompe étant placé dans la chambre primaire.
Par exemple, un vide peut être créé dans les deux chambres de l'enceinte de manière dynamique, en arrêtant le système de pompage. Le vide est maintenu de manière statique dans la chambre de traitement. En, mettant la paroi extérieure en position de fermeture, l'étanchéité est atteinte. Selon un exemple particulièrement avantageux, la paroi intérieure se présente sous la forme d'un bouchon comprenant un volume intérieur muni de moyens de régulation de la température de la chambre de traitement et mis à pression égale avec la pression statique déterminée de la chambre de traitement par le système de pompage.
La paroi intérieure peut être munie de joint en laine quartz ou en graphite pour assurer en position de fermeture l'isolation étanche et thermique de la chambre de traitement par rapport à la chambre primaire. Avantageusement, l'enceinte peut également comprendre un système de contrôle de la paroi intérieure, appliquant un effort déterminé sur la paroi intérieure, l'effort appliqué par le système de contrôle correspondant à la résultante des efforts de pression dans l'enceinte sur la paroi intérieure lorsque la pression dans la chambre de traitement atteint une pression maximale admissible.
Le système de contrôle comprend par exemple un ressort dont la longueur de compression est réglable de telle sorte que : lorsque la pression dans la chambre de traitement est inférieure à la pression maximale admissible, la paroi intérieure est dans la position de fermeture, lorsque la pression dans la chambre de traitement est supérieure à la pression maximale admissible, la paroi intérieure est dans la position d'ouverture. L'enceinte peut également être mise en oeuvre lorsqu'elle comprend une pluralité de porte-substrats et / ou une pluralité de porte-creusets. Chaque porte-substrat et chaque porte-creuset sont alors munis de moyens de régulation de la température, lesdits-moyens de régulation de la température étant indépendants les uns des autres, en plus d'être indépendants des moyens de régulation de la température dans la chambre de traitement.
De préférence, les moyens de régulation la température de la chambre de traitement sont répartis sur l'ensemble des parois englobant la chambre de traitement. En variante, l'enceinte peut comprendre un cache amovible pour le creuset.
Selon un deuxième aspect, l'invention propose un procédé de traitement thermique d'un matériau réactif pour la réalisation de dépôt de couches sur un substrat dans une enceinte telle que présentée ci-dessus. Le procédé comprend alors les étapes suivantes : /1/ placer au moins un substrat sur le porte-substrat dans la chambre de traitement, /2/ placer au moins un creuset sur le porte-creuset dans la chambre de traitement, le creuset contenant le matériau réactif, /3/ réguler la pression et la température dans la chambre de traitement, /4/ piloter la température du porte-creuset pour faire passer le matériau dans le creuset en phase vapeur, /5/ piloter la température du porte-substrat pour faire réagir le matériau sur le substrat. La température de la chambre de réaction, la température du porte-substrat et la température du porte-creuset sont alors contrôlées individuellement les unes par rapport aux autres. Avantageusement, le procédé comprend une étape finale dans laquelle le porte-creuset est refroidi en-deçà de la température de condensation du matériau qu'il contient. L'étape /3/ peut comprendre une étape consistant à atteindre une pression déterminée dans la chambre de réaction et une étape consistant à maintenir la pression déterminée de manière statique.
L'étape /3/ peut également comprendre une étape consistant à réduire la pression dans la chambre de traitement pour la maintenir inférieure à une pression maximale admissible.
Selon un mode de réalisation préféré, la pression dans la chambre de traitement correspond à un vide.
Bien entendu, d'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'exemples possibles de réalisation, présentée ci-après, et des dessins ci-annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre de manière schématique une vue en coupe d'une enceinte de traitement thermique selon un mode de réalisation dans une position initiale, - la figure 2 est une illustration schématique d'une partie de l'enceinte de la figure 1 d'un côté dit substrat, - la figure 3 est une illustration schématique d'une partie de l'enceinte de la figure 1 d'un côté dit creuset, - les figures 4 à 8 sont des illustrations schématiques de l'enceinte de la figure 1 dans des positions successives, l'enceinte étant en position fermée sur la figure 8, - la figure 9 est une illustration schématique de l'enceinte de la figure 1 dans une position intermédiaire, - la figure 10 est une vue schématique d'un système de fermeture de l'enceinte, - la figure 11 est un graphique représentant la quantité de sélénium consommée (en ordonnées) en fonction du temps de recuit (en abscisses) pour deux valeurs de pression statique, - les figures 12.a 12.g illustrent de manière schématique les différentes étapes de déroulement d'un traitement thermique pour déposer un matériau par évaporation sur un substrat dans une enceinte selon la figure 1, selon un exemple de mise en oeuvre, - la figure 13 est un graphique représentant la température en fonction du temps pour un substrat et pour un creuset placé dans l'enceinte de la figure 1, et correspondant aux étapes illustrées sur les figures 12.a) à 12.g), - la figure 14 illustre de manière schématique l'enceinte de la figure 1 comprenant plusieurs creusets et plusieurs substrats, - la figure 15 est un graphique représentant la température en fonction du temps pour un substrat et pour plusieurs creusets placés dans l'enceinte de la figure 1.
Il est représenté sur les figures 1 à 9 notamment une enceinte 1 pour le traitement thermique d'au moins un matériau réactif, à différents stades de sa mise en oeuvre. L'enceinte 1 trouvera une application particulière, mais non limitative, à la réalisation de dépôt de couches sur un substrat, par exemple pour la fabrication de cellules photovoltaïques. L'enceinte 1 est définie par une paroi 2 périphérique et comprend une chambre de traitement 3, dans laquelle sont placés au moins un porte-substrat 4 et au moins un porte-creuset 5. L'enceinte comprend également des moyens de régulation 6 de la température dans la chambre de traitement 3. Par « creuset », on désigne par la suite tout récipient ou support apte à contenir le matériau à traiter thermiquement dans l'enceinte.
De même, par « substrat », on désigne par la suite tout support adapté pour recevoir les couches à former. Les moyens de régulation 6 la température dans la chambre de traitement 3 sont de préférence répartis sur l'ensemble des parois englobant la chambre de traitement 3, et permettent d'imposer une température donnée dans la chambre de traitement 3, indépendamment des conditions extérieures. Plus précisément, les moyens de régulation 6 de la température dans la chambre de traitement 3 recouvrent l'ensemble des parois de la chambre de traitement 3, de sorte que la température peut être imposée en tout point des parois de la chambre de traitement 3.
L'enceinte 1 comprend également des moyens de régulation 7 la température du porte-substrat 4 ainsi que des moyens de régulation 8 de la température du porte-creuset 5. Les moyens 6 de régulation de la température de la chambre de traitement 3, les moyens 7 de régulation de la température du porte-substrat 4 et les moyens 8 de régulation de la température du porte-creuset 5 sont indépendants les uns des autres, c'est-à-dire que les moyens de régulation de la température 6, 7, 8 peuvent chacun, à tout instant, imposer une température différente les uns des autres.
L'enceinte 1 est en outre munie de moyens de régulation 9 de la pression de la chambre de traitement 3, permettant d'y faire régner une pression statique déterminée, indépendamment des conditions extérieures.
Par « pression statique », on entend ici une pression sans mise en oeuvre de moyens externes, à l'opposé d'une pression dynamique obtenue par exemple par la combinaison d'une pompe, d'une injection de gaz et d'un régulateur de débit. A cet effet, et selon un mode de réalisation préféré, les moyens de régulation 9 de la pression dans la chambre 3 de traitement pour faire régner une pression statique déterminée comprennent : une chambre primaire 10 dans l'enceinte 1, la chambre primaire 10 étant munie de moyens pour être isolée de manière étanche de l'environnement extérieur, au moins une paroi intérieure 11 amovible entre la chambre de traitement 3 et la chambre primaire 10, un système de pompe. La paroi intérieure 11 amovible peut prendre : - une position de fermeture dans laquelle elle coopère avec une paroi de la chambre de traitement 3, pour isoler la chambre de traitement 3 de manière étanche et thermique de la chambre primaire 10, et - une position d'ouverture, dans laquelle la paroi intérieure 11 est écartée de la paroi de la chambre 3 de traitement, de manière à mettre la chambre de traitement en communication avec la chambre primaire 10.
Le système de pompe est alors, selon ce mode de réalisation, placé dans la chambre primaire, de sorte qu'il est mis en oeuvre lorsque la paroi intérieure 11 est en position d'ouverture. Puis, lorsque la pression dans l'enceinte 1 a atteint une valeur déterminée, la paroi intérieure 11 est amenée en position de fermeture, et la pression déterminée est conservée dans la chambre de traitement 3.
Par exemple, la paroi périphérique 2 de l'enceinte 1 est en outre munie d'une ouverture 12, reliée au système de pompe, non représenté, et placée dans la chambre primaire 10.
Plus précisément, selon un mode de réalisation qui est celui des figures, afin de permettre le chargement de l'enceinte 1, la paroi périphérique 2 comprend deux ouvertures 13, 14 de chargement, par exemple selon deux extrémités opposées, d'un côté dit substrat, pour le chargement d'un substrat dans l'enceinte 1, et d'un côté dit creuset, pour le chargement d'un creuset dans l'enceinte 1. Chaque ouverture 13, 14 peut être fermée par une paroi extérieure 15, également amovible. De préférence, l'enceinte 1 comprend un dispositif de fermeture 16 pour chaque ouverture 13, 14 de la paroi périphérique 2, facilitant les opérations de chargement et de déchargement de l'enceinte 1.
Chaque dispositif de fermeture 16 comprend une paroi extérieure 15 et une paroi intérieure 11, montées ensemble sur une canne de transfert 17, laquelle traverse les deux parois 11, 15, et est munie à une extrémité terminale d'un support 18, de sorte que sur la canne de transfert 17, sont montés successivement une paroi extérieure 15, une paroi intérieure 11 et un support 18. Le support 18 sera le porte-creuset 5 pour le dispositif de fermeture 16 du côté creuset, et sera le porte-substrat 4 pour le dispositif de fermeture 16 du côté substrat. La paroi intérieure 11 est par exemple solidaire de la canne de transfert 17, tandis que la paroi extérieure 15 est montée glissante sur la canne de transfert 17, de sorte que la distance entre la paroi 11 intérieure et la paroi 15 extérieure est variable. La chambre de traitement 3 est alors définie entre les deux parois 11 intérieures, et deux chambres primaires 10 sont définies chacune entre une paroi 15 extérieure et une paroi 11 intérieure de chaque dispositif 16 de fermeture. Les parois extérieures 15 font alors office de moyens pour isoler la chambre primaire 10 de manière étanche de l'environnement extérieur. L'enceinte 1 présente ainsi une symétrie entre le côté substrat et le côté creuset.
Les moyens de régulation 6 de la température de la chambre 3 de traitement peuvent par exemple comprendre une enveloppe thermique 19, formée sur un tronçon de la paroi périphérique 2, et s'étendant sur une longueur correspondant à celle de la chambre de traitement 3, et comprendre des bouchons 20 faisant office de parois 11 extérieures, délimitant la chambre de traitement 3 par rapport à la chambre primaire 10. L'enveloppe thermique 19 ainsi que les bouchons 20 englobent et isolent thermiquement la chambre de traitement 3 de l'extérieur. Des éléments chauffants et / ou refroidissants 21 placés dans l'enveloppe thermique 19 ainsi que dans les bouchons 20 sont reliés à un système de contrôle, non représenté, pour ajuster leur température et par là imposer celle dans la chambre de traitement 3. Les moyens de régulation 7 de la température du porte-substrat 4 ainsi que les moyens de régulation 8 de la température du porte-creuset 5 peuvent également comprendre des éléments chauffants et / ou refroidissants 22, 23, placés par exemple sous la surface sur laquelle sont placés respectivement un substrat 24 et un creuset 25, la chaleur étant transférée par conduction. Toutefois, les éléments chauffants et / ou refroidissants 22 du porte-substrat 4, les éléments chauffants et / ou refroidissants 23 du porte-creuset 5 et les éléments chauffants et / ou refroidissants 21 de la chambre de traitement 3 sont contrôlés indépendamment les uns des autres. Les éléments chauffants et / ou refroidissants 21, 22, 23 sont par exemple de type résistance. Il est maintenant décrit un exemple de chargement de l'enceinte 1 selon le mode de réalisation préféré, en référence aux figures 1 et 4 à 8.
Un substrat 24 est monté sur le porte-substrat 4 du dispositif de fermeture 16 côté substrat ; de même, un creuset 25, contenant un matériau à déposer sur le substrat, est monté sur le porte-creuset 5 du dispositif de fermeture 16 côté creuset (figure 1).
Le substrat 24 sur le porte-substrat est inséré dans l'enceinte 1, jusqu'à ce que la paroi 15 extérieure du dispositif 16 côté substrat vienne en contact contre une surface latérale 2' la paroi périphérique 2 de l'enceinte 1 (figure 4). La même étape est répétée pour le creuset 25 et le dispositif de fermeture 16 côté substrat. Des moyens de verrouillage, non représentés, assurent de conserver le contact. Une première étanchéité, entre les parois extérieures 15 et la paroi périphérique 2 est ainsi formée (figure 5).
A ce stade, les parois intérieures 11 sont en position d'ouverture dans l'enceinte 1. Un flux de gaz neutre, par exemple de l'azote, est insufflé dans l'enceinte 1 (figure 6). Par exemple, une canne de transfert 17, qui est celle côté creuset selon l'exemple des figures, se présente sous la forme d'un conduit débouchant dans l'enceinte, tandis que le système de pompe est mis en oeuvre par l'ouverture 12 dans la paroi périphérique. De préférence, selon l'exemple où la canne de transfert 17 côté creuset est mise en oeuvre pour insuffler l'azote, l'ouverture 12 est placée côté substrat. L'oxygène notamment, pouvant provoquer des réactions indésirables avec les espèces en présence, est alors chassé, tandis que la pression est régulée.
Lorsque la pression déterminée dans l'enceinte 1 est atteinte, les parois 11 intérieures sont alors amenées chacune leur tour en position de fermeture par glissement de la canne de transfert 17 sur la paroi 15 extérieure correspondante (figures 7 et 8). Une deuxième étanchéité est ainsi formée par contact entre les parois 11 extérieures et une paroi de la chambre de traitement 3, par exemple l'enveloppe thermique 19. L'ouverture 12 reliée au système de pompe se trouve dans la chambre primaire 10, côté substrat selon l'exemple donné. La chambre de traitement 3 est alors isolée de manière étanche de la chambre primaire 10, ainsi que thermiquement. Selon une application particulière, la pression déterminée dans la chambre de traitement 3 correspond à un vide, c'est-à-dire en pratique à une pression inférieure à 1000 mbar. Le vide permet d'augmenter le libre parcours moyen des particules de gaz, et donc d'accélérer la cinétique de fixation sur un substrat et atteindre rapidement un équilibre thermodynamique, ce qui est particulièrement avantageux dans le cas de dépôt de couches sur le substrat. Toutefois, l'enceinte pourra également fonctionner à la pression atmosphérique.
La deuxième étanchéité doit alors résister à des contraintes sévères en termes de pression et de température. Les bouchons 20 peuvent par exemple être en quartz, de même que l'enveloppe thermique 19. Le quartz est en particulier utilisé dans le domaine de la fabrication des cellules photovoltaïques. En effet, le quartz est inerte vis-à-vis des réactions se déroulant dans la chambre de traitement 3. Sa température de fusion, autour de 1650 °C, est suffisamment élevée par apport aux températures des réactions mises en jeu dans la chambre 3 pour ne pas interférer avec les éléments dans la chambre de traitement 3. Ainsi, les éléments en phase vapeur dans la chambre de traitement 3 ne réagissent pas avec les parois en quartz. Toutefois, le quartz est sensiblement fragile vis-à-vis des pressions mises en jeu dans l'enceinte. Par conséquent, le contact quartz / quartz entre les bouchons 20 et l'enveloppe thermique 19 doit être suffisamment serré pour assurer l'étanchéité, sans risque de rupture du quartz. A cet effet, un joint 11' en laine de quartz ou en graphite placé sur la paroi extérieure 11, entre les bouchons 20 et l'enveloppe thermique 19, permet d'obtenir des résultats satisfaisants, en évitant tout risque de rupture des parois de l'enceinte 1. Un tel joint 11' est également suffisamment flexible pour épouser la forme des bords de la chambre de traitement 3.
De préférence, les bouchons 20 sont réalisés en quartz, et sont creux, définissant un volume intérieur dans lequel les éléments chauffants 21 sont logés. La pression du volume intérieur des bouchons 20 doit alors être régulée pour être égale à la pression dans l'enceinte de traitement 3 et éviter que les bouchons 20 n'éclatent. A cet effet, la canne de transfert 17 traversant le bouchon qu'elle porte se présente sous la forme d'un conduit débouchant dans le volume intérieur du bouchon 20, et relié à un système de contrôle de la pression, non représenté. Par conséquent, la canne de transfert 17, côté creuset selon l'exemple donné, est divisée en deux conduits : un premier conduit 17a débouche dans la chambre de traitement 3 pour injecter le gaz neutre et un deuxième conduit 17b débouche dans le bouchon 20 côté creuset pour le mettre à la même pression que la chambre de traitement 3.
Au cours du traitement, des variations de pression dans la chambre de traitement peuvent survenir. Par exemple, lorsqu'un matériau dans le creuset est chauffé par les moyens de régulation 8 de la température du porte-creuset 25, il peut venir à changer d'état. La pression dans la chambre de traitement 3 s'en trouve modifiée. Notamment, lorsque le matériau passe d'un état condensé à un étant moins dense, par exemple lors de sa sublimation de l'état solide à l'état gazeux, la pression dans la chambre de traitement 3 est augmentée de manière indésirable. Ainsi, selon une variante particulièrement avantageuse, l'enceinte 1 comprend un système de contrôle 26 d'au moins un bouchon 20 pour réguler une surpression dans la chambre de traitement 3 lorsque la pression dans celle-ci dépasse une pression maximale admissible. Le système de contrôle 26 et son fonctionnement sont représentés de manière schématique notamment sur les figures 9 et 10. Il comprend en particulier un ressort 27 monté entre un bouchon 20, par exemple le bouchon 20 côté substrat selon l'exemple des figures, et une tige de rétention 28. Le ressort 27 prend appui sur une surface du bouchon 20 située dans la chambre primaire 10. Une vis micrométrique 29 permet de contrôler la longueur de compression du ressort 27. A cet effet, lorsque le bouchon 20 n'est pas en contact avec l'enveloppe thermique 19, comme illustré en figure 9, la tige de rétention 28 est mise en contact contre la paroi 15 extérieure correspondante au moyen de la vis micrométrique 29. Ce réglage fixe alors une longueur du ressort 27 dans un état comprimé, illustré sur la figure 9, ce qui a pour conséquence de fixer également la force maximale qu'exercera le ressort 27. La longueur du ressort comprimé est choisie en fonction de la pression maximale admissible dans la chambre de traitement 3. Plus précisément, comme illustré sur la figure 10, lorsque la pression dans la chambre de traitement 3 est égale, ou inférieure, à la pression maximale admissible, alors le ressort 27 du dispositif de contrôle 26 est au repos, c'est-à-dire ni comprimé, ni détendu. La résultante de la pression exercée sur le bouchon 20, de part et d'autre de sa surface, est soit nulle lorsque la pression dans la chambre primaire 10 est égale à la pression dans la chambre de traitement 3, soit est orientée de manière à maintenir le contact entre le bouchon 20 et l'enveloppe thermique 19 lorsque la pression dans la chambre primaire 10 est supérieure à la pression dans la chambre de traitement 3.
Toutefois, lorsque la pression dans la chambre de traitement 3 dépasse la valeur maximale admissible, la résultante des forces exercées sur le bouchon 20 le force à s'écarter de l'enveloppe thermique 19, comprimant le ressort 27. Le bouchon 20 est ainsi maintenu écarté de la paroi de la chambre de traitement 3 tant que la résultante des efforts de pression appliquée sur le bouchon est supérieure à l'effort exercé par le ressort 27. La chambre de traitement 3 est alors en communication avec la chambre primaire 10. La surpression de gaz issu de la chambre de traitement 3 s'échappe ce qui provoque une diminution de la pression dans la chambre de traitement 3. La résultante des efforts de pression sur le bouchon 20 diminuant, le ressort 27 exerce sur le bouchon 20 une force désormais suffisante pour le ramener en contact contre la paroi de la chambre de traitement 3, en l'occurrence contre l'enveloppe thermique 19.
On comprend alors que la longueur du ressort 27 comprimée est réglée de telle manière que la force exercée sur le bouchon 20 par le ressort 27 en compression est inférieure à la résultante des forces exercées par la pression dans l'enceinte 1 sur le bouchon 20 lorsque la pression dans la chambre de traitement 3 est supérieure à la pression dans la chambre primaire 10. Lorsque la pression dans la chambre de traitement 3 diminue jusqu'à revenir la pression déterminée, le ressort 27 se détend alors pour revenir à sa position au repos. En d'autres termes, le dispositif 26 de contrôle fait office de soupape à la surpression dans la chambre de traitement 3. Avantageusement, un soufflet 30 est formé sur la canne de transfert 17, de manière à accompagner les variations de longueurs du ressort 27, lequel peut d'ailleurs être placé dans la canne de transfert 17.
Le dispositif de contrôle 26 permet ainsi, sans intervention extérieure d'un opérateur, de compenser la surpression pouvant se produire dans la chambre de traitement 3. La chambre de traitement 3 ainsi formée dans l'enceinte 1 permet un contrôle des réactions au sein de la chambre de traitement 1 grâce à la température sur l'ensemble des parois qui l'englobent. Il n'y a pas de rupture du contrôle de la température sur les moyens de régulation 9 de la pression, puisqu'ils sont placés au-dehors de la chambre de traitement 3. Ainsi, la matière dans la chambre de traitement 3 est totalement guidée par les températures, et ne vient pas se loger de manière indésirable, par exemple par condensation, dans des endroits de la chambre de traitement 3 où la température ne serait pas imposée de manière contrôlée. Un exemple d'application de l'enceinte 1 est la vaporisation de l'élément VI, par exemple le sélénium, sur une couche de précurseurs HU déjà formée sur le substrat 24, pour la fabrication de cellules photovoltaïque. Le sélénium est placé dans le creuset 25, par exemple sous forme solide, dans la chambre de traitement 3. Les moyens de régulation 8 de la température du porte-creuset 5 sont alors mis en oeuvre pour augmenter la température du creuset 25 au- delà de la température de sublimation du sélénium, qui se vaporise. En même temps, les moyens de régulation 7 de la température du porte-substrat 4 sont également mis en oeuvre pour imposer au substrat 24 une température donnée, adaptée aux réactions recherchées. Le sélénium vaporisé se dépose alors sur le substrat 24.
La quantité de sélénium vaporisée, et donc déposée sur le substrat 24, est fonction principalement de la température du porte-creuset 5. En effet, un intérêt de contrôler la température du creuset 25, dans la chambre de traitement 3 sous vide statique, est d'imposer une pression partielle au gaz, la pression partielle étant fonction de la quantité de matière. Ainsi, en augmentant la température du creuset 25, la pression de vapeur saturante du matériau à évaporer augmente, de sorte que la pression partielle du gaz augmente également. En choisissant une température adaptée pour le creuset 25 grâce aux moyens de régulation 8 de la température du porte-creuset 5, la quantité de matière vaporisée est contrôlée. Plus précisément, le creuset 25 est chauffé de manière à atteindre une pression partielle de la phase vapeur qui permet le dépôt du matériau sur le substrat 24 à une vitesse déterminée. Ainsi, en contrôlant uniquement la température et la durée du traitement, la quantité de matériau déposé sur le substrat 24 peut être contrôlée avec précision.
En outre, une fois que la quantité de sélénium déposée sur le substrat 24 atteint la valeur désirée, la température du creuset 25 peut être abaissée rapidement en dessous de la température de sublimation, provoquant la condensation du sélénium dans le creuset 25. La chambre de traitement 3 est alors propre, et des réactions parasites ultérieures sont évitées, comme expliqué plus loin.
La figure 11 illustre la consommation de sélénium en milligramme (mg) en fonction du temps de recuit pour différentes pressions. Il a ainsi été représenté pour un recuit de 30 minutes la consommation de sélénium à 980 mbar (indiqué par un rond) et à 300 mbar (indique par un carré) dans une enceinte 1 étanche. De manière attendue, à 300 mbar, la consommation est plus importante qu'a 980 mbar, le sélénium s'évaporant en plus grande quantité pour se déposer sur le substrat 24. Toutefois, sans une étanchéité comme réalisée dans la chambre de traitement 3, la consommation de sélénium augmente considérablement. Par exemple, pour un temps de recuit de 60 minutes, la consommation de sélénium à 980 mbar avec étanchéité, dans l'enceinte 1 selon l'invention, a chuté d'un facteur quatre en comparaison avec un dispositif sans étanchéité (représenté par une croix). La consommation de sélénium à 980 mbar sans étanchéité est même deux fois supérieure à la consommation à 300 mbar avec étanchéité.
Il est maintenant décrit un exemple de mise en oeuvre de l'enceinte 1, dans laquelle des matériaux en phase solide sont introduits dans un creuset 5 pour être sublimés. L'exemple est toutefois transposable au cas où les matériaux sont introduits en phase liquide pour être vaporisés.
Dans le domaine de la fabrication des cellules photovoltaïques, les éléments principaux à sublimer sont les éléments de la colonne VI de la classification périodique des éléments, et plus précisément le sélénium (Se) et le soufre (S).
En effet, comme cela a été présenté en introduction, la fabrication de cellules photovoltaïques peut comprendre une étape consistant à déposer, sur une couche de précurseurs HM une couche de sélénium pour obtenir la couche CIGS.
Néanmoins, l'enceinte 1 pourra également être utilisée pour former la couche de précurseurs par sublimation d'éléments tels que le cuivre Cu, l'indium In, le galium Ga, le zinc Zn, l'étain Sn, le sodium Na ou encore l'aluminium Al. Le tableau 1 présente des valeurs de température du point triple Tp, de température de fusion T, et de température de sublimation Tb à pression atmosphérique des éléments précités. Ces valeurs sont extraites de Handbook of chemistry and physics, W.M Haynes 91st Edition 2010-2011. Elément Tp (°C) T. (°C) Tb (°C) Al 660.32 2519 Cu 1084.62 2562 Ga 29.7666 2204 In 156.5936 156.6 2072 Na 97.794 882.940 S 95.3 444.61 S(monoclinique) 115.21 444.61 Se (vitreux) 180 685 Se (gris) 220.8 685 Sn (gris) 13.2 2602 Sn (blanc) 231.93 2602 Zn 419.53 907 Tableau 120 Les éléments peuvent être introduits sous forme élémentaire en particulier dans le cas des métaux dont les tensions de vapeur aux températures considérées sont faibles, comme pour le gallium ou pour l'indium. On peut également utiliser des précurseurs plus volatiles comme des acétylacétonates, des composés organométalliques (du type triméthylgallium, diéthylzinc ...), des halogénures, ou encore des sels de sodium (chlorure de sodium NaCI, iodure de sodium Nal, fluorure de sodium NaF). Les éléments soufre et sélénium existent sous plusieurs formes à l'état de vapeur.
L'évolution de la pression de vapeur saturante des différentes formes en fonction de la température est bien connue, et a notamment été consignée, pour le sélénium, dans la thèse de Jean-François Guillemoles « Contribution à la maîtrise des propriétés semi-conductrices du CuInSe2 électrodéposé et à l'amélioration de ses propriétés photovoltaïques », Université Pierre et Marie Curie, 1994.
A partir de la connaissance de cette évolution, une température choisie pour le porte-creuset 5 peut être reliée à la pression partielle de la phase vapeur du matériau à sublimer On a représenté sur les figures 12.a à 12.g un exemple de méthode de sélénisation par sublimation du sélénium dans un creuset, la figure 13 représentant l'évolution de la température du creuset 25 (en trait discontinu sur la figure 13) et du substrat 24 (en trait mixte sur la figure 13) au cours de cette sélénisation. On supposera, pour faciliter la compréhension, que la température du substrat 24 est égale à la température du porte-substrat 4, et que, de même, la température du creuset 25 est égale à la température du porte-creuset 5. Tout d'abord, le substrat 24 sur le porte-substrat 4 et le creuset 25 sur le porte-creuset 5 sont introduits dans la chambre de traitement 3 comme décrit précédemment. Le substrat 24 pourra avoir déjà subi un procédé de dépôt de couches, par exemple par évaporation ou par électrolyse, de précurseurs MIL Le sélénium à vaporiser est placé dans le creuset 25. La chambre de traitement 3 est, rappelons-le, isolée de manière étanche et thermiquement de son environnement extérieur. La température de la chambre de traitement 3, du porte-substrat 4 et du porte-creuset 5 est égale à la température ambiante (figure 12.a). A un instant to, la température du porte-substrat 4 et la température du porte-creuset 5 sont augmentées conjointement, chacune atteignant à un instant t1 un premier palier ; le porte-substrat 4 est alors à une température notée T1 supérieure à la température notée T'l du porte-creuset 5, la température T'l du porte-creuset 5 étant elle-même supérieure à la température de sublimation du sélénium, notée T. Une partie du sélénium dans le creuset 25 s'est évaporée dans la chambre de traitement 3 (figure 12.b). La pression partielle du sélénium gazeux dans la chambre de traitement 3 est égale à sa pression de vapeur saturante à la température T'1, et est notée P'1. Elle correspond alors à une quantité de matière vaporisée. A la fin du palier, à un instant t'1, le précurseur a réagi avec l'atmosphère chargée en sélénium (figure 12.c), la température T1 du substrat 24 étant alors adaptée à cette réaction.
Puis la température du porte-creuset 5 est abaissée en dessous de la température de sublimation Ts, jusqu'à une température T'3 à un instant t2, formant un point froid. Le sélénium encore en suspension dans la chambre de traitement 3 se condense alors dans le creuset 25 (figure 12d)). Le substrat est maintenu à la température Ti.
La température du porte-substrat 5 est de nouveau augmentée jusqu'à atteindre, à un instant t3, un deuxième palier correspondant à une température T2, à la manière d'un recuit. Conjointement, la température du porte-creuset 5 est également augmentée pour atteindre une température T'2 supérieure à T'1, et donc supérieure à la température de sublimation T. Le sélénium s'évapore de nouveau dans la chambre de traitement 3, à une pression P'2 égale à la pression de vapeur saturante à la température T'2 (figure 12.e). Le précurseur sur le substrat 24, déjà recouvert de sélénium, réagit de nouveau avec le sélénium à la pression P'2 et à la température T2 adaptée à la structure finale de la couche que l'on cherche à former (figure 12.f).
A la fin du deuxième palier, à un instant t5, la température du porte-creuset 25 est abaissée en dessous de la température de sublimation Ts, de sorte que le creuset se remplit du sélénium non consommé (figure 12.g).
Pendant le traitement, les moyens de régulation 6 de la température de la chambre de traitement 3 peuvent imposer une température en tout point des parois de la chambre de traitement 3 supérieure à la température de condensation du sélénium de telle sorte que ce dernier ne puisse pas se déposer sur les parois. En contrôlant les températures, il a ainsi été contrôlé la pression partielle associée à l'élément en phase vapeur, et donc la quantité de matière en phase vapeur. La condensation du sélénium, ou de tout élément réactif, après dépôt, et éventuellement réaction, sur le substrat 24 permet judicieusement de récupérer les espèces en phase vapeur qui n'ont pas réagi, notamment pour un meilleur contrôle de la quantité déposée sur le substrat et pour éviter le gâchis des espèces qui n'ont pas réagies. L'enceinte 1 permet également d'éviter des étapes de nettoyage de la chambre de traitement 3, puisque les espèces non consommées ne se déposent pas sur les parois, mais sont totalement récupérées dans le creuset 25. Les mouvements de la matière dans la chambre de traitement 3 sont totalement contrôlés entre le creuset 25 et le substrat 24, évitant des dépôts sur les parois de la chambre 3.
Ainsi, l'enceinte 1 peut être mise en oeuvre pour déposer, sans changer d'enceinte ni réaliser d'opération de nettoyage intermédiaire, plusieurs matériaux sur un, voire plusieurs substrats. Il est maintenant décrit en référence à la figure 14 un exemple de mise en oeuvre de l'enceinte 1 pour déposer plusieurs matériaux. Trois porte-creusets 5, portant chacun un creuset 25a, 25b, 25c dans lequel est placé un matériau différent, et quatre porte-substrats 4, portant chacun un substrat 24, sont introduits dans la chambre de traitement 3. Il est supposé dans cet exemple que les substrats 24 subissent le même traitement pour obtenir au final les mêmes couches. La figure 15 représente l'évolution en fonction du temps de la température de chacun des creusets 25, ainsi que celle de la température des substrats 24, avec : en trait discontinu, l'évolution de la température des substrats 24, en trait mixte, l'évolution de la température du premier creuset 25a, en trait plein épais, l'évolution de la température du deuxième creuset 25b, en trait plein fin, l'évolution de la température du troisième creuset 25c. A un instant initial to, la chambre de traitement 3 est à la température ambiante. La température des porte-substrats 4 est augmentée jusqu'à un premier palier, à une valeur T1. Un premier creuset 25a et un deuxième creuset 25b ont leur température augmentée respectivement à T'l et T2 supérieure aux température de sublimation respectivement Ts1 et Ts2 des matériaux qu'ils contiennent, de sorte que les deux matériaux se subliment en même temps. Les pressions partielles associées sont notées P'1 pour le matériau du premier creuset 25a et P'2 pour le matériau du deuxième creuset 25b. La pression partielle de la phase gazeuse du matériau du troisième creuset 25c est alors nulle, la pression dans la chambre 3 de traitement étant sensiblement égale à la somme de P'1 et P'2. Les deux matériaux se trouvent donc sous forme de gaz en même temps dans la chambre de traitement 3. Cela peut avoir un intérêt par exemple lorsque l'on souhaite que les deux matériaux réagissent ensemble avant de se déposer sur les substrats 24. A un instant t2, la température du deuxième creuset 25b par exemple est abaissée sous la température de sublimation du matériau considéré, provoquant sa condensation dans le deuxième creuset 25b. La pression partielle de la phase gazeuse du matériau du deuxième creuset 25b devient alors nulle. Conjointement à cette baisse de température, par exemple, la température des substrats 24 est de nouveau augmentée pour atteindre à un instant t3 un deuxième palier d'une valeur notée T2. En même temps, le troisième creuset 25c est porté à une température T3, supérieure à la température de sublimation Ts3 du matériau correspondant, de sorte que le matériau qu'il contient se sublime à une pression partielle P'3 et réagisse avec les espèces déjà déposées sur les substrats 24. Eventuellement, le matériau sous forme gazeuse du troisième creuset réagi avec le matériau du premier creuset 25a également en présence sous forme gazeuse dans la chambre de traitement 3.
Toutefois, le matériau du deuxième creuset 25b ayant condensé dans le deuxième creuset 25b, il ne réagit ni avec le matériau du troisième creuset 25c ni avec le matériau du premier creuset 25a. La pression dans la chambre 3 est alors sensiblement égale à la somme de P'1 et P'3.
Puis, la température du troisième creuset 25c est abaissée pour provoquer la condensation du matériau dans le troisième creuset 25c. A ce stade, il ne reste plus que le matériau du premier creuset 25a sous forme gazeuse dans la chambre de traitement 3. A un instant noté t'3, la température des substrats 24 est diminuée, puis à un instant t4, la température du premier creuset 25a est à sont tour diminuée pour provoquer la condensation du matériau. A l'instant t5, le procédé de dépôt de couches est terminé.
A partir de cet exemple, il est illustré le contrôle précis des réactions dans l'enceinte 1 uniquement par le contrôle de la température de manière indépendante entre la chambre de traitement 3, le porte-substrat 4 et le porte-creuset 5.
Eventuellement, une vanne ou un cache amovible pourra être placé au-dessus des creusets 25, mettant l'intérieur des creusets 25a, 25b, 25c en communication avec l'intérieur de la chambre de traitement 3 ou les séparant, pour éviter que des réactions ne se produisent dans les creusets entre les matériaux.
L'enceinte 1 permet de maîtriser les cycles thermiques imposés à différents matériaux dans des creusets 25, mais aussi aux substrats 24, de manière à obtenir les réactions désirées et à limiter les réactions parasites. L'enceinte 1 ainsi décrit permet un contrôle fin et précis des réactions conduites dans la chambre de traitement 3. En effet, l'enceinte 1 permet par exemple de contrôler indépendamment : - la quantité et la nature des matériaux évaporés grâce aux moyens de régulation 8 de la température du ou des porte-creusets 5, - les réactions entre les gaz se produisant dans l'atmosphère de la chambre de traitement 3 grâce aux moyens de régulation 6 de la température de la chambre de traitement 3, - les réactions se produisant sur le ou les substrats 24 grâce aux moyens de régulation 7 de la température du ou des porte-substrats 4, afin d'obtenir la structure de couches recherchée.
Les variations de température de l'atmosphère dans la chambre de traitement 3 ont un impact très limité sur les cycles de température du ou des porte-substrats 4 et sur les cycles de température du ou des porte-creusets 5. De préférence, le cycle thermique imposé à chaque porte-creuset 5 comprend une étape finale dans laquelle la température du porte-creuset 5 est abaissée sous la température de condensation du matériau de manière à récupérer la matière qui ne serait pas déposée sur le ou les substrats 24. La chambre de traitement 3 est ainsi conservée avantageusement propre et des réactions parasites sont évitées.
Claims (14)
- REVENDICATIONS1. Enceinte (1) pour le traitement thermique d'un matériau réactif, notamment pour la réalisation de dépôt de couches sur un substrat (24), comprenant : une chambre de traitement (3) comportant au moins un porte-substrat (4) et au moins un porte-creuset (5) apte à supporter un creuset (25) pour contenir un matériau réactif à déposer sur le substrat (24), des moyens (6) de régulation de la température dans la chambre de traitement, des moyens (9) de régulation de la pression dans la chambre de traitement (3) pour y faire régner une pression statique déterminée, l'enceinte (1) étant caractérisée en ce qu'elle comprend en outre : des moyens (7) de régulation de la température du porte-substrat (4) et des moyens (8) de régulation de la température du porte-creuset (5), les moyens (6) de régulation de la température de la chambre de traitement (3), les moyens (7) de régulation de la température du porte-substrat (4) et les moyens (8) de régulation de la température du porte-creuset (5) étant indépendants les uns des autres.
- 2. Enceinte (1) selon la revendication 1 dans laquelle les moyens (9) de régulation de la pression dans la chambre de traitement (3) pour faire régner une pression statique déterminée comprennent : une chambre primaire (10) munie de moyens (15) pour être isolée de manière étanche de l'environnement extérieur, au moins une paroi intérieure (11) amovible entre la chambre de traitement (3) et la chambre primaire (10), et un système de pompe, la paroi intérieure (11) pouvant prendre une position de fermeture dans laquelle elle est en contact avec une paroi (19) de la chambre de traitement (3) de manière à isoler la chambre de traitement (3) de manière étanche et thermique de la chambre primaire (10), et une position d'ouverture, dans laquelle elle est écartée de la paroi (19) de la chambre de traitement (3), de manière à mettre la chambre de traitement (3) encommunication avec la chambre primaire (10), le système de pompe étant placé dans la chambre primaire (10).
- 3. Enceinte (1) selon la revendication 2, dans laquelle la paroi intérieure (11) se présente sous la forme d'un bouchon (20) comprenant un volume intérieur muni de moyens (6) de régulation de la température de la chambre de traitement (3) et mis à pression égale avec la pression statique déterminée de la chambre de traitement (3).
- 4. Enceinte (1) selon la revendication 2 ou la revendication 3, dans laquelle la paroi intérieure (11) est munie de joint en laine de quartz ou en graphite pour assurer en position de fermeture l'isolation étanche et thermique de la chambre de traitement (3) par rapport à la chambre primaire (10).
- 5. Enceinte (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, comprenant un système de contrôle (26) de la paroi intérieure (11), appliquant un effort déterminé sur la paroi intérieure (11), l'effort appliqué par le système de contrôle (26) correspondant à la résultante des efforts de pression dans l'enceinte (1) sur la paroi intérieure (11) lorsque la pression dans la chambre de traitement (3) atteint une pression maximale admissible.
- 6. Enceinte (1) selon la revendication 5, dans laquelle le système de contrôle comprend un ressort (27) dont la longueur de compression est réglable de telle sorte que : lorsque la pression dans la chambre de traitement (3) est inférieure à la pression maximale admissible, la paroi intérieure (11) est dans la position de fermeture, lorsque la pression dans la chambre de traitement (3) est supérieure à la pression maximale admissible, la paroi intérieure (11) est dans la position d'ouverture.
- 7. Enceinte (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une pluralité de porte-substrats (4) et / ou une pluralité de porte-creusets (5), chaque porte-substrat (4) et chaque porte-creuset (5) étant munis de moyens (7,
- 8) de régulation de la température, lesdits-moyens de régulation (7, 8) de latempérature étant indépendants les uns des autres et indépendants des moyens de régulation (6) de la température de la chambre de traitement (3). 8. Enceinte (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les moyens de régulation (6) de la température de la chambre de traitement (3) sont répartis sur l'ensemble des parois englobant la chambre de traitement (3)
- 9. Enceinte (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un cache amovible pour le creuset (25). 10
- 10. Procédé de traitement thermique d'un matériau réactif pour la réalisation de dépôt de couches sur un substrat dans une enceinte (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant les étapes suivantes : /1/ placer au moins un substrat (24) sur le porte-substrat (4) dans la chambre de 15 traitement (3), /2/ placer au moins un creuset (25) sur le porte-creuset (5), le creuset (25) contenant le matériau réactif, /3/ réguler la pression et la température dans la chambre de traitement (3), /4/ piloter la température du porte-creuset (5) pour faire passer le matériau dans 20 le creuset (25) en phase vapeur, /5/ piloter la température du porte-substrat (4) pour faire réagir le matériau sur le substrat (24), la température de la chambre de réaction (3), la température du porte-substrat (4) et la température du porte-creuset (5) étant contrôlées individuellement les unes par 25 rapport aux autres.
- 11. Procédé selon la revendication 8, comprenant une étape finale dans laquelle le porte-creuset (5) est refroidi en-deçà de la température de condensation du matériau qu'il contient. 30
- 12. Procédé selon la revendication 10 ou la revendication 11, dans lequel l'étape /3/ comprend une étape consistant à atteindre une pression déterminée dans lachambre de réaction (3) et une étape consistant à maintenir la pression déterminée de manière statique.
- 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, dans lequel l'étape /3/ comprend une étape consistant à réduire la pression dans la chambre de traitement (3) pour la maintenir inférieure à une pression maximale admissible.
- 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, dans lequel la pression dans la chambre de traitement (3) correspond à un vide.10
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