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Gravure

DéfinitionClassé sous :physique , chimie , gravure au plasma
Les wafers, des disques de matériaux semi-conducteurs, servent de support à la fabrication de microstructures, obtenues notamment par des techniques de gravure. © Saperaud, Wikipédia, CC by-sa 3.0

On regroupe sous le terme de gravure, une palette de méthodes de microfabrication qui consistent à retirer une ou plusieurs couches de matériaux.

La gravure au sens de microfabrication se différencie de la gravure artistique, catégorie dans laquelle se rangent, entre autres, les gravures rupestres. Au quotidien, on peut également avoir recours à des techniques de gravure, pour graver un CD, par exemple, à l'aide d'un faisceau laser.

Gravure chimique

La méthode de gravure chimique consiste à plonger le substrat dans une solution qui va attaquer chimiquement sa surface. On aura bien sûr pris soin, au préalable, de protéger les zones que l'on veut préserver. La solution retenue doit être choisie avec soin car elle ne doit réagir qu'avec le matériau à éliminer. Ainsi, un substrat en silicium, par exemple, peut être attaqué par de l'acide fluorhydrique et un substrat en aluminium, par de l'acide nitrique.

La gravure chimique est relativement aisée à mettre en œuvre. Elle nécessite cependant un rinçage, à l'eau désionisée, et un séchage, en centrifugeuse ou par soufflage d'azote ou d'air sec, des plaquettes après gravure. Elle présente également l'inconvénient d'être fortement isotrope.

Gravure physique et gravure au plasma

La gravure physique repose sur le bombardement de la surface à graver par des ions. Là encore, les zones que l'on souhaite préserver doivent être protégées. Puis, le substrat est placé dans une chambre à vide équipée de deux électrodes. On introduit ensuite un gaz inerte (dioxygène ou argon) et on applique un champ électrique intense à l'électrode inférieure. Le gaz est partiellement ionisé et les ions générés bombardent le substrat et le désagrègent. On parle de gravure au plasma. L'avantage de cette méthode, c'est que la frontière entre les zones gravées et non gravées est très nette.

Gravure ionique réactive

La méthode de gravure dite « ionique réactive » peut être décrite comme une méthode de gravure physique à laquelle on ajoute un brin de gravure chimique. Elle reprend donc les principes de la gravure au plasma auxquels on ajoute l'injection d'un gaz fortement réactif, dérivé du fluor ou du chlore, par exemple. Une fois ionisé, ce gaz va réagir chimiquement avec la surface du substrat. De quoi combiner les avantages de la gravure physique et ceux de la gravure chimique. Mais, le procédé reste délicat à mettre en œuvre.