EP1641721A2 - Substrat revetu d'une couche dielectrique et procede et installation pour sa fabrication - Google Patents

Substrat revetu d'une couche dielectrique et procede et installation pour sa fabrication

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Publication number
EP1641721A2
EP1641721A2 EP04767497A EP04767497A EP1641721A2 EP 1641721 A2 EP1641721 A2 EP 1641721A2 EP 04767497 A EP04767497 A EP 04767497A EP 04767497 A EP04767497 A EP 04767497A EP 1641721 A2 EP1641721 A2 EP 1641721A2
Authority
EP
European Patent Office
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substrate
ion beam
layer
dielectric layer
deposited
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04767497A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Carole Baubet
Klaus Fischer
Marcus Loergen
Jean-Christophe Giron
Nicolas Nadaud
Eric Mattman
Jean-Paul Rousseau
Alfred Hofrichter
Manfred Jansen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Glass France SAS, Compagnie de Saint Gobain SA filed Critical Saint Gobain Glass France SAS
Publication of EP1641721A2 publication Critical patent/EP1641721A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01J2211/20—Constructional details
    • H01J2211/34—Vessels, containers or parts thereof, e.g. substrates
    • H01J2211/44—Optical arrangements or shielding arrangements, e.g. filters or lenses
    • H01J2211/446—Electromagnetic shielding means; Antistatic means

Definitions

  • ion sources have been developed which are better compatible with a sputtering layer deposition method, by solving in particular the problem of convergence of the particle beams and by improving the adequacy between the size and the geometry of one part from the cathode and the other from the ion source.
  • linear source are described in particular in documents US 6,214,183 or US 6,454,910.
  • Document WO 02/46491 describes the use of a source of this type for producing a functional layer of silver oxide by sputtering from a silver target with bombardment by a beam of oxygen ions.
  • the ion beam is used to densify the silver material and transform it into a layer containing silver oxide.
  • the silver oxide layer is able to absorb and / or significantly reflect UV.
  • the object of the present invention is to remedy the drawbacks of the prior art and to provide new thin-layer materials capable of
  • the invention is based on the fact that it is possible to deposit thin layers of dielectric, in particular oxide and / or nitride with exposure to an ion beam by controlling the conditions so that the material of the final layer has an index
  • the dielectric layer can be made of oxide of at least one element among silicon, zinc, tantalum, titanium, tin, aluminum, zirconium, niobium, indium, cerium, Tungsten. .
  • ITO indium tin oxide
  • the layer can be obtained from a cathode of a doped metal, that is to say containing a minority element: by way of illustration, it is common to use zinc cathodes containing a minor proportion of a other metal such as aluminum or gallium.
  • zinc oxide is understood to mean a zinc oxide which may contain a minor proportion of another metal. The same is true for the other oxides mentioned.
  • a layer of zinc oxide deposited according to the invention has a refractive index capable of being adjusted to a value less than or equal to
  • the position of the ion source (s) is preferably optimized so that the maximum density of sprayed particles from the target is juxtaposed with the ion beam (s).
  • an oxygen ion beam is created with a very predominant oxygen atmosphere, in particular at 100% oxygen at the ion source, while the atmosphere at the spray cathode is preferably composed of 100% argon.
  • Example 3 This example is carried out under the same deposition conditions as those of reference example 3, except that a linear ion source is placed in the spraying chamber and is used to create simultaneously with the spraying a beam of ion during the production of the zinc oxide-based layer, with a source atmosphere composed of 100% oxygen. The source is tilted so as to direct the beam towards the substrate at an angle of 30 ° and is positioned at a distance of approximately 14 cm from the substrate.
  • These modified deposition conditions make it possible to produce a layer of zinc oxide having an index and a density substantially identical to those obtained with Example 1.
  • Reference example 4 A stack having the following thicknesses (in nanometers) is produced on a glass substrate, corresponding to the stack marketed by the company SAINT GOBAIN GLASS FRANCE under the brand Planistar:
  • the atmosphere at the source is made up of 100% oxygen.
  • the source is tilted so as to direct the beam towards the substrate at an angle of 30 ° and is positioned at a distance of approximately 14 cm from the substrate.
  • the energy of the ion beam is for each passage of the order of 3000 eV.

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Abstract

L'invention concerne un substrat (1) notamment verrier, revêtu d'au moins une couche mince diélectrique déposée par pulvérisation cathodique, notamment assistée par champ magnétique et de préférence réactive en présence d'oxygène et/ou d'azote, avec exposition à au moins un faisceau d'ions (3) issu d'une source ionique (4), caractérisé en ce que ladite couche diélectrique exposée au faisceau d'ions a un indice de réfraction susceptible d'être ajusté suivant les paramètres de la source ionique, ladite source ionique étant une source linéaire.

Description

SUBSTRAT REVETU D'UNE COUCHE DIELECTRIQUE ET PROCEDE ET INSTALLATION POUR SA FABRICATION
La présente invention se rapporte au domaine des revêtements en couche mince à base de diélectrique, notamment de type oxyde, nitrure ou oxynitrure métallique, déposés sur des substrats transparent, notamment en verre à l'aide d'une technique de dépôt sous vide. L'invention concerne un substrat revêtu, un procédé de fabrication, une installation de fabrication et l'application du substrat et/ou du procédé à la réalisation de vitrages et notamment de double vitrages ou de vitrages feuilletés comportant au moins un substrat selon l'invention. En effet, en vue de la fabrication de vitrages dits " fonctionnels ", on dépose usuellement sur au moins un des substrats qui les composent une couche mince ou un empilement de couches minces, afin de conférer aux vitrages des propriétés optiques, par exemple anti-réfléchissantes, des propriétés dans l'infrarouge (basse émissivité) et/ ou des propriétés de conduction électrique. Des couches à base de diélectrique oxyde et/ou nitrure sont fréquemment utilisées, par exemple de part et d'autre d'une couche d'argent ou couche d'oxyde _. métallique dopé, ou en tant que couche interferentielle dans des empilements alternant des diélectriques à bas et à haut indice de réfraction. Les couches déposées par pulvérisation cathodique sont réputées un peu moins résistantes chimiquement et mécaniquement que les couches déposées par voir pyrolytique. Aussi, a été développée la technique expérimentale d'assistance au dépôt par faisceaux d'ions, dans laquelle on bombarde une couche avec un faisceau d'ions par exemple d'oxygène ou d'argon qui permet d'augmenter la compacité et l'adhérence de la couche au substrat porteur. Cette technique n'a longtemps été applicable qu'à des substrats de très petites dimensions, vu les problèmes posés notamment en terme de convergence entre d'une part le faisceau d'ions provenant d'une source très localisée et d'autre part les particules issues de l'évaporation ou de la pulvérisation de la cible. Le document EP 601 928 expose un traitement de façon séquentielle de la couche déposée, en procédant d'abord au dépôt d'une couche dans une enceinte de pulvérisation, puis en bombardant cette couche de diélectrique après son dépôt avec un faisceau d'ions " à faible énergie " issu d'une source ponctuelle, ayant une énergie permettant de limiter la pulvérisation de la couche sous l'impact des ions du faisceau, typiquement moins de 500 eV et de l'ordre d'une centaine d'eV. Ce traitement vise essentiellement à augmenter la durabilité physique et/ou chimique de la couche, par densification de la couche, et permet d'atteindre une plus faible rugosité de surface de la couche, favorisant le " nappage " ultérieur d'une couche déposée ultérieurement dessus. Ce traitement présente néanmoins l'inconvénient de ne pouvoir être opéré que sur une couche complètement déposée. Un autre inconvénient de ce traitement est qu'il ne permet qu'une densification de la couche ainsi traitée et que cette densification provoque une augmentation de l'indice de réfraction de la couche ainsi traitée. Les couches ainsi traitées ne peuvent donc se substituer aux couches non traitées, en raison de leurs propriétés optiques différentes, et imposent de redéfinir entièrement les systèmes de couches dans lesquels le matériau doit être inclus. De plus, ce traitement n'est pas optimisé pour être opéré sur un substrat de grande dimension, par exemple pour la réalisation d'un vitrage architectural. En outre, ce procédé n'est pas du tout compatible avec le procédé de pulvérisation cathodique, notamment assistée par champ magnétique et de préférence réactive en présence d'oxygène et/ou d'azote, notamment en raison de pression de travail très différentes ; à l'époque de cette invention, les sources ioniques fonctionnaient à des pressions 10 à 100 fois inférieures aux pressions utilisées pour les procédés de pulvérisation cathodique, notamment assistée par champ magnétique et de préférence réactive en présence d'oxygène et/ou d'azote.
Plus récemment, des sources ioniques ont été développées qui sont mieux compatibles avec un procédé de dépôt de couche par pulvérisation cathodique, en résolvant en particulier le problème de convergence des faisceaux de particules et en améliorant l'adéquation entre la taille et la géométrie d'une part de la cathode et d'autre part de la source ionique. Ces systèmes, connus sous le nom de " source linéaire ", sont décrits notamment dans les documents US 6 214 183 ou US 6 454 910. Le document WO 02/46491 décrit l'utilisation d'une source de ce type pour la réalisation d'une couche fonctionnelle d'oxyde d'argent par pulvérisation cathodique à partir d'une cible d'argent avec bombardement par un faisceau d'ions oxygène. Le faisceau d'ions est utilisé pour densifier le matériau argent et 5 le transformer en une couche contenant de l'oxyde d'argent. Par suite de la densification, la couche d'oxyde d'argent est capable d'absorber et/ou de réfléchir significativement les UV. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients de l'art antérieur et de fournir de nouveaux matériaux en couches mince susceptibles
10 d'être utilisés pour revêtir des substrats transparents de type verrier, de nouveaux procédés de dépôt et de nouvelles installations. L'invention repose sur le fait que l'on peut déposer des couches minces en diélectrique notamment oxyde et/ou nitrure avec exposition à un faisceau d'ions en contrôlant les conditions pour que le matériau de la couche finale ait un indice
15 ajusté à une valeur cible, notamment inférieure ou supérieure à l'indice du matériau déposé dans des conditions classiques, c'est-à-dire sans soumettre la couche à au moins un faisceau d'ion. A cet égard, l'invention a pour objet un substrat notamment verrier selon la revendication 1. Le substrat selon l'invention est revêtu d'au moins une couche
20. mince diélectrique, déposée par pulvérisation cathodique, notamment assistée par champ magnétique et de préférence réactive en présence d'oxygène et/ou d'azote, avec exposition à au moins un faisceau d'ions issu d'une source ionique, la couche diélectrique déposée avec exposition au faisceau d'ions présentant un indice de réfraction susceptible d'être ajusté suivant des paramètres de la source
25 ionique, et notamment la tension appliquée à ses bornes, ladite source ionique étant une source linéaire. Le faisceau d'ion utilisé pour mettre en œuvre la présente invention est dit « à forte énergie » ayant typiquement une énergie de l'ordre de plusieurs centaines d'eV à plusieurs milliers d'eV.
30 Avantageusement, on contrôle les paramètres de sorte que la couche a un indice très inférieur ou très supérieur à l'indice d'une couche déposée sans faisceau d'ions, mais qui peut aussi être voisin de l'indice d'une couche déposée sans faisceau d'ions. Au sens de la présente description, un indice " voisin " s'écarte de la valeur de référence de l'ordre de 5 % au maximum. L'invention peut également permettre de créer un gradient d'indice dans la couche déposée. Ladite couche présente ainsi, dans une variante, un gradient d'indice ajusté suivant des paramètres de la source ionique. Avantageusement, pour au moins une partie des matériaux diélectriques susceptibles d'être déposés, quelque soit la modification d'indice réalisée, la densité de la couche de diélectrique déposée sur le substrat par pulvérisation cathodique avec exposition au faisceau d'ions est conservée à une valeur proche ou identique. Au sens de la présente description, une valeur de densité " proche " s'écarte de la valeur de référence de l'ordre de 10 % au maximum. L'invention s'applique en particulier à la réalisation d'une couche diélectrique en oxyde de métal ou de silicium, stoechiométrique ou non, ou en nitrure ou oxynitrure de métal ou de silicium. Notamment la couche diélectrique peut être en oxyde d'au moins un élément parmi le silicium, le zinc, le tantale, le titane, l'étain, l'aluminium, le zirconium, le niobium, l'indium, le cérium, le Tungstène. Parmi les oxydes mixtes envisageables, on peut citer notamment l'oxyde d'indium et d'étain (ITO). La couche peut être obtenue à partir d'une cathode d'un métal dopé, c'est à dire contenant un élément minoritaire : à titre d'illustration, il est courant d'utiliser des cathodes de zinc contenant une proportion mineure d'un autre métal tel que l'aluminium ou le gallium. Dans la présente description, on comprend par oxyde de zinc, un oxyde de zinc pouvant contenir une proportion mineure d'un autre métal. Il en est de même pour les autres oxydes cités. Par exemple, une couche d'oxyde de zinc déposée selon l'invention a un indice de réfraction susceptible d'être ajusté à une valeur inférieure ou égal à
1 ,95, notamment de l'ordre de 1 ,35 à 1 ,95. Sa densité peut être maintenue à une valeur proche de 5,3 g/cm3 et notamment à une valeur de l'ordre de 5,3 g/cm3 +/-
0,2, identique à la densité d'une couche de ZnO déposée à basse pression qui est de l'ordre de 5,3 g/cm3 . Des couches d'oxyde de zinc présentant un indice de réfraction ajusté à une valeur inférieure à 1 ,88 et voisine de cette valeur peuvent être obtenues en réglant les conditions de la pulvérisation cathodique (notamment la teneur en oxygène de l'atmosphère) de façon à s'écarter légèrement de la stoechiométrie de l'oxyde visé de manière à compenser l'impact du bombardement d'ions. La couche diélectrique peut aussi être en nitrure ou oxynitrure de silicium. De telles couches de nitrure diélectrique peuvent être obtenues en réglant les conditions de la pulvérisation cathodique (notamment la teneur en azote de l'atmosphère) de façon à s'écarter légèrement de la stoechiométrie du nitrure visé de manière à compenser l'impact du bombardement d'ions. De manière générale, le faisceau d'ions a pour effet d'améliorer les propriétés mécaniques de la couche diélectrique. De par le bombardement ionique, des quantités d'espèce(s) bombardée(s) sont introduites dans la couche, en une proportion qui dépend de la nature du mélange de gaz à la source et de la configuration source/cathode/substrat. A titre d'illustration, une couche déposée sous bombardement d'un faisceau d'ions argon peut comprendre de l'argon en une teneur de l'ordre de 0,2 à 0,6 % atomique, notamment environ 0,45%. La génération du faisceau d'ions par une source ionique, qui utilise des cathodes de fer doux ou de tout autre matériau, notamment paramagnétique, qui s'érodent au cours du processus, peut être responsable de la présence de traces de fer dans la couche déposée. Il a été vérifié que du fer présent à un pourcentage inférieur à 3% atomique ou moins est acceptable car il ne perturbe pas les propriétés notamment optiques ou électriques de la couche.
Avantageusement, les paramètres de dépôt (notamment la vitesse de transport du substrat) sont ajustés pour avoir un taux de fer inférieur à 1 % atomique. Grâce au maintien de caractéristiques optiques usuelles, il est très aisé d'incorporer les couches de diélectriques ainsi obtenues dans des empilements connus pour la fabrication de vitrages dits fonctionnels, en particulier utilisant une couche fonctionnelle métallique à base d'argent. Des empilements spécifiques peuvent être conçus incorporant un diélectrique d'indice ajusté à une valeur différente du standard. L'invention a ainsi pour objet un substrat revêtu d'un empilement de couches dans lequel une couche d'argent est disposée au-dessus de ladite couche diélectrique exposée au faisceau d'ions. Une autre couche diélectrique au moins peut ensuite être disposée au-dessus de cette couche d'argent. Cette configuration se révèle particulièrement avantageuse lorsque la couche diélectrique inférieure est à base d'oxyde de zinc et/ou d'étain car elles donnent lieu à une croissance de la couche d'argent sur la couche d'oxyde particulièrement bien orientée, avec des performances finales améliorées. Il est 5 connu que la présence d'une couche d'oxyde de zinc sous l'argent influence notablement la qualité de ladite couche d'argent. La formation de la couche d'argent sur la couche d'oxyde de zinc déposée selon l'invention fournit une amélioration tout à fait remarquable. L'empilement peut ainsi présenter une résistance de surface RQ inférieure à 10 6 Ω / D, voire inférieure à 2,1 Ω / D, notamment de l'ordre de 1 ,9 Ω / D. Ces substrats sont ainsi particulièrement avantageux pour la réalisation de vitrages bas émissifs ou de contrôle solaire, ou bien d'éléments translucides à conduction électrique élevée tels que des écrans de blindage électromagnétique de dispositifs d'affichage à plasma. 15 Dans ces substrats, une autre couche diélectrique peut être disposée au- dessus de la couche d'argent. Elle peut être choisie à base des oxydes ou nitrures ou oxynitrures mentionnés ci-dessus. Elle-même peut ou non être déposée avec exposition à un faisceau d'ions. L'empilement peut comporter au moins deux couches d'argent, voire trois 20.- ou quatre couches d'argent. Des exemples d'empilement réalisables selon l'invention comprennent les séquences des couches suivantes : ... ZnO (i) / Ag /oxyde tel que ZnO ... ... Si3N4 / ZnO (i> / Ag / oxyde tel que ZnO ... 25 ... Si3N4 / ZnO (l) / Ag / Si3N4 / (éventuellement oxyde) ... ... Si3N4 / ZnO (i) / Ag / Si3N4 / ZnO (i) / Ag / Si3N4 ... ... Si3N4 / ZnO (i) / Ag / Si3N4 / ZnO (i) / Ag / Si3N4 / (oxyde)... où (l) indique que la couche est exposée au faisceau d'ions et où une couche de métal bloqueur peut être intercalée en dessus et/ou en 30 dessous d'au moins une couche d'argent. Le substrat utilisé pourrait également être en matière plastique, notamment en matière plastique transparente. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un substrat tel que décrit précédemment c'est-à-dire un procédé de dépôt d'un empilement, dans lequel on dépose au moins une couche diélectrique sur le substrat par pulvérisation cathodique, notamment assistée par champ magnétique et de préférence réactive en présence d'oxygène et/ou d'azote, dans une enceinte de pulvérisation, avec exposition à au moins un faisceau d'ions issu d'une source ionique. Selon le procédé selon l'invention, on crée le faisceau d'ions à partir d'une source linéaire et l'indice de réfraction de ladite couche diélectrique exposée au faisceau d'ions peut être ajusté en fonction de paramètres de la source ionique. L'indice de réfraction de la couche diélectrique exposée au faisceau d'ions peut ainsi être abaissé ou augmenté par rapport à l'indice de cette couche déposée sans faisceau d'ions. Avantageusement, pour au moins une partie des matériaux diélectriques susceptibles d'être déposés, quelque soit la modification d'indice réalisée, on conserve la densité de la couche de diélectrique déposée sur le substrat par pulvérisation cathodique avec exposition au faisceau d'ions. L'exposition au faisceau d'ions est opérée dans l'enceinte de pulvérisation simultanément et/ou successivement au dépôt de la couche par pulvérisation. Par « simultanément » on entend le fait que la matière constitutive de la couche mince diélectrique subit les effets du faisceau d'ions alors qu'elle n'est pas encore complètement déposée, c'est-à-dire qu'elle n'a pas encore atteint son épaisseur finale. Par « successivement » on entend le fait que la matière constitutive de la couche mince diélectrique subit les effets du faisceau d'ions alors qu'elle est complètement déposée, c'est-à-dire après qu'elle ait atteint son épaisseur finale. Dans la variante à exposition simultanée au dépôt, la position de la (ou des) source(s) ionique(s) est, de préférence, optimisée de manière à ce que le maximum de densité de particules pulvérisées issues de la cible se juxtapose avec le (ou les) faisceau(x) d'ions. De préférence, pour la réalisation d'une couche diélectrique à base d'oxyde, on crée un faisceau d'ions oxygène avec une atmosphère d'oxygène très majoritaire, notamment à 100% d'oxygène à la source ionique, alors que l'atmosphère à la cathode de pulvérisation est de préférence composée à 100% d'argon. Dans cette variante, l'exposition au faisceau d'ions se fait simultanément au dépôt de la couche par pulvérisation. A cet effet, il n'est pas nécessaire de limiter l'énergie des ions comme dans l'art antérieur ; au contraire, on crée avantageusement un faisceau d'ions d'énergie comprise entre 200 et 2 000 eV, voire comprise entre 500 et 5 000 eV, notamment de 500 à 3 000 eV. On peut diriger le faisceau d'ions sur le substrat et/ou sur la cathode de pulvérisation, notamment dans une direction ou un angle non nul avec respectivement la surface du substrat et/ou de la cathode, tel que le faisceau d'ions se juxtapose au flux des espèces neutres éjectées de la cible par pulvérisation. Cet angle peut être de l'ordre de 10 à 80° par rapport à la normale au substrat, mesurée par exemple à la verticale du centre de la cathode, et notamment à la verticale de l'axe de la cathode lorsqu'elle est cylindrique. Dans le cas d'un flux direct sur la cible, le faisceau d'ions issus de la source se juxtapose au " race track " de la cible créé par la pulvérisation, c'est-à-dire que les centres des deux faisceaux, issus respectivement de la cathode et de la source ionique se rencontrent à la surface du susbtrat. Avantageusement, le faisceau d'ions peut aussi être utilisé en dehors du race track et orienté vers la cathode, pour augmenter le taux d'utilisation de la cible (ablation). Le faisceau d'ions peut alors être orienté sur la cathode de pulvérisation selon un angle de +/- 10 à 80° par rapport à la normale au substrat passant par le centre de la cathode, et notamment par l'axe de la cathode lorsqu'elle est cylindrique. La distance source :substrat, dans une configuration séquentielle ou simultanée, est de 5 à 25 cm, préférentiellement de 10 cm +/- 5 cm. La source ionique peut être positionnée avant ou après la cathode de pulvérisation selon le sens de défilement du substrat (c'est-à-dire que l'angle entre la source ionique et la cathode ou le substrat est respectivement négatif ou positif par rapport à la normale au substrat passant par le centre de la cathode). Dans une variante de l'invention, on crée un faisceau d'ions dans l'enceinte de pulvérisation à partir d'une source ionique linéaire simultanément au dépôt de la couche par pulvérisation puis on opère un traitement supplémentaire de la couche déposée avec au moins un autre faisceau d'ions. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée ci-après d'exemples de réalisation non limitatifs et des figures ci-jointes : • La figure 1 illustre une vue en coupe longitudinale d'une installation selon l'invention ; • La figure 2 illustre les valeurs d'indice de réfractions obtenues pour la couche de ZnO déposée selon l'invention en fonction de la valeur de la tension appliquée aux bornes de la source ionique ; et • La figure 3 illustre les valeurs d'indice de réfractions obtenues pour la couche de Ti02 déposée selon l'invention en fonction de la valeur de la tension appliquée aux bornes de la source ionique.
Exemple de référence 1 Dans cet exemple, on applique une couche mince diélectrique d'oxyde de zinc de 30 nm d'épaisseur sur un substrat (1 ) en verre à l'aide d'une installation (10) illustrée figure 1. Cette installation de dépôt comporte une enceinte de pulvérisation (2) sous vide dans laquelle le substrat (1) défile sur des moyens de convoyage non illustrés ici, selon la direction et le sens illustrés par la flèche F. Cette installation (2) comporte un système de pulvérisation cathodique (5) assistée par champ magnétique. Ce système comporte au moins une cathode rotative cylindrique (mais elle pourrait également être plane), qui s'étend sensiblement sur toute la largeur du substrat, l'axe de la cathode étant disposé sensiblement parallèlement au substrat. Ce système de pulvérisation cathodique (5) est positionné à une hauteur H5 de 265 mm au-dessus du substrat. La matière extraite de la cathode du système de pulvérisation est projetée vers le substrat sensiblement selon un faisceau (6). L'installation (2) comporte aussi une source ionique linéaire (4) émettant un faisceau d'ions (3), qui s'étend également sensiblement sur toute la largeur du substrat. Cette source ionique linéaire (4) est positionnée à une distance L4 de
170 mm de l'axe de la cathode, avant la cathode au regard du sens de défilement du substrat, à une hauteur H4 de 120 mm au-dessus du substrat. Le faisceau d'ion (3) est orienté d'un angle A par rapport à la verticale au substrat passant par l'axe de la cathode. Ce dépôt est réalisé par une technique connue de pulvérisation cathodique sur le substrat qui défile dans une enceinte de pulvérisation devant une cathode de type rotative, à base de Zn contenant environ 2% en poids d'aluminium dans une atmosphère contenant de l'argon et de l'oxygène.. La vitesse de défilement est de 1 m/min au moins. Les conditions de dépôt reportées dans le tableau 1a ci-après sont adaptées pour créer une couche d'oxyde de zinc légèrement sous stoechiométrique avec un indice de 1 ,88 (alors qu'une couche de ZnO stoechiométrique a un indice de 1 ,93-1 ,95).
Tableau 1a
Dans un premier temps, le dépôt est opéré sans exposition à un faisceau d'ions, puis dans un deuxième temps, on applique un faisceau d'ion (3) oxygène à partir de la source ionique linéaire (4), que l'on dirige vers le substrat avec un angle de 45° et l'on fait varier la tension [V] aux bornes de la source ionique jusqu'à 3 000 eV. La figure 2 illustre la variation d'indice n obtenue. La couche déposée sans exposition au faisceau d'ions et déposée à différentes tensions est analysée par réflectometrie de rayons X pour déterminer sa densité Des valeurs mesurées sont reportées dans le tableau 1b ci-après.
Tableau 1 b Quels que soient la tension appliquée aux bornes de la source ionique et l'indice obtenu, la densité de la couche ainsi formée reste constante. On a donc abaissé l'indice de réfraction de la couche de ZnO sans introduire de porosité dans la couche puisque sa densité n'a pas diminué. La tenue mécanique de la couche de ZnO n'a donc pas été affectée par le traitement. Ceci a été vérifié par des tests de tenue mécanique. On mesure par SI S que les couches de ZnO déposées avec exposition au faisceau d'ions présentent une teneur en fer inférieure à 1% atomique et on mesure par spectrométrie à rétrodiffusion Rutherford que ces couches contiennent une quantité d'argon de 0,45% atomique.
Exemple 2 Dans cet exemple, on réalise sur un substrat de verre un empilement : ZnO 10 nm / Ag 19,5 nm / ZnO 10 nm où la couche d'oxyde de zinc inférieure est obtenue comme à l'exemple 1 avec exposition à un faisceau d'ions. On procède comme à l'exemple 1 pour réaliser la couche inférieure, en adaptant le temps de séjour du substrat dans la chambre pour réduire à 10 nm l'épaisseur de la couche d'oxyde. On fait ensuite défiler le substrat devant une cathode d'argent dans une atmosphère composée à 100% d'argon, puis à nouveau devant une cathode de zinc dans une atmosphère d'argon et d'oxygène dans les conditions de l'exemple de référence 1. On compare ces propriétés à celles d'un exemple de référence 2 où la couche d'oxyde de zinc inférieure est réalisée sans exposition au faisceau d'ions. On mesure l'indice des couches de ZnO sous l'argent et leur densité. Des valeurs similaires à celles de l'exemple 1 sont obtenues.
Exemple de référence 3 Dans cet exemple, on réalise sur un substrat de verre un empilement : Substrat Sn02 Ti02 ZnO Ag NiCr Sn02 15 8 8 10 0,6 30 où la couche d'oxyde de zinc inférieure est obtenue comme à l'exemple 1 avec exposition à un faisceau d'ions. On procède comme à l'exemple 1 pour réaliser la couche d'oxyde de zinc en adaptant le temps de séjour du substrat dans la chambre pour réduire à 8 nm l'épaisseur de la couche d'oxyde. On fait ensuite défiler le substrat devant une cathode d'argent dans une atmosphère composée à 100% d'argon.
Exemple 3 Cet exemple est réalisé dans les même conditions de dépôt que celles de l'exemple de référence 3, sauf en ce qu'une source ionique linéaire est disposée dans la chambre de pulvérisation et est utilisée pour créer simultanément à la pulvérisation un faisceau d'ion lors de la réalisation de la couche à base d'oxyde de zinc, avec une atmosphère à la source composée de 100% d'oxygène. La source est inclinée de façon à diriger le faisceau vers le substrat avec un angle de 30° et est positionnée à une distance d'environ 14 cm du substrat. Ces conditions de dépôt modifiées permettent de réaliser une couche d'oxyde de zinc ayant un indice et une densité sensiblement identiques à ceux obtenus avec l'exemple 1. Exemple de référence 4 Un empilement présentant les épaisseurs suivantes (en nanomètres) est réalisé sur un substrat verrier, correspondant à l'empilement commercialisé par la société SAINT GOBAIN GLASS FRANCE sous la marque Planistar :
Exemple 4 Un empilement présentant les mêmes épaisseurs que l'exemple de
10 référence 4 est réalisé dans les mêmes conditions que celles de l'exemple de référence 4, sauf en ce qu'une source ionique linéaire est disposée dans la chambre de pulvérisation et est utilisée pour créer simultanément à la pulvérisation un faisceau d'ion lors de la réalisation de chaque couche à base d'oxyde de zinc directement sous-jacente à chaque couche fonctionnelle à base
15 d'argent. L'atmosphère à la source est composée de 100% d'oxygène. La source est inclinée de façon à diriger le faisceau vers le substrat avec un angle de 30° et est positionnée à une distance d'environ 14 cm du substrat. L'énergie du faisceau d'ion est pour chaque passage de l'ordre de 3 000 eV. La pression à l'intérieur de
20.- la chambre est de 0,1 μbar lors du premier passage et de 4,3 μbar lors du deuxième passage, pour une puissance de la cible de 5,5 kW lors du premier passage et de 10 kW lors du deuxième passage. Ces conditions de dépôt modifiées permettent de réaliser une couche d'oxyde de zinc ayant un indice et une densité sensiblement identiques à ceux
25 obtenus avec l'exemple 1.
Exemple 5 Dans cet exemple, on applique selon l'invention une couche d'oxyde de 30 titane de 95 nm d'épaisseur sur un substrat en verre. Ce dépôt est réalisé par pulvérisation cathodique sur le substrat qui défile dans la même enceinte de pulvérisation qu'à l'exemple 1 dans une atmosphère à la cathode de pulvérisation contenant uniquement de l'argon. Une source ionique linéaire disposée dans la chambre de pulvérisation est utilisée pour créer simultanément à la pulvérisation un faisceau d'ion, à partir d'une atmosphère à la source composée de 100% d'oxygène. La source est inclinée de façon à diriger le faisceau vers le substrat avec un angle A de 20° ou 45°. Les conditions de dépôt sont reportées dans le tableau 2a.
Tableau 2a
Dans un premier temps, le dépôt est opéré sans exposition à un faisceau d'ions, puis dans un deuxième temps, on applique un faisceau d'ion (3) oxygène à partir de la source ionique linéaire (4), que l'on dirige vers le substrat avec un angle de 20 ou 45° et l'on applique une tension [V] aux bornes de la source ionique de 500, 1000 eV et 2 000 eV. La figure 3 illustre la variation d'indice obtenue. La couche déposée sans exposition au faisceau d'ions et déposée à différentes tensions est analysée par réflectometrie de rayons X pour déterminer sa densité. Des valeurs mesurées sont reportées dans le tableau 2b ci-après.
Tableau 2b ne : valeur non mesurée. On observe dans ce cas que l'indice de la couche varie de manière similaire à la densité de la couche ainsi formée. On a constaté que : - augmenter l'angle d'inclinaison de la source d'ions permet d'augmenter l'indice de réfraction (augmentation légère de la densité de la couche de Ti02). - bombarder à basse tension (500 V) donc à basse énergie (250 eV) permet d'augmenter l'indice de réfraction (augmentation légère de la densité). - bombarder à forte tension (700-2000 V) permet d'abaisser l'indice de réfraction. La tenue mécanique de la couche de Ti02 n'a donc pas été affectée par le traitement. Ceci a été vérifié par des tests de tenue mécanique. On mesure par spectrométrie à rétrodiffusion Rutherford que la couche de Ti02 contient une quantité d'argon de 0,45% atomique.
La présente invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que l'homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de l'invention sans pour autant sortir du cadre du brevet tel que défini par les revendications.

Claims

REVENDICATIONS
1. Substrat (1 ) notamment verrier, revêtu d'au moins une couche mince diélectrique déposée par pulvérisation cathodique, notamment assistée par champ magnétique et de préférence réactive en présence d'oxygène et/ou d'azote, avec exposition à au moins un faisceau d'ions (3) issu d'une source ionique (4), caractérisé en ce que ladite couche diélectrique exposée au faisceau d'ions a un indice de réfraction susceptible d'être ajusté suivant des paramètres de la source ionique, ladite source ionique étant une source linéaire.
2. Substrat (1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la densité de la couche de diélectrique déposée sur le substrat par pulvérisation cathodique avec exposition au faisceau d'ions est conservée.
3. Substrat (1 ) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la couche diélectrique exposée au faisceau d'ions a un indice de réfraction voisin de l'indice d'une couche déposée sans faisceau d'ions.
4. Substrat (1 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche diélectrique exposée au faisceau d'ions a un indice de réfraction supérieur à l'indice d'une couche déposée sans faisceau d'ions.
5. Substrat (1 ) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche diélectrique exposée au faisceau d'ions a un
"" indice de réfraction inférieur à l'indice d'une couche déposée sans faisceau d'ions.
6. Substrat (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite couche présente un gradient d'indice ajusté suivant des paramètres de la couche source ionique.
7. Substrat (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite couche diélectrique est en oxyde de métal ou de silicium, stoechiométrique ou non, ou en nitrure ou oxynitrure de métal ou de silicium.
8. Substrat (1 ) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite couche diélectrique est en oxyde d'au moins un élément parmi le silicium, le zinc, le tantale, le titane, l'étain, l'aluminium, le zirconium, le niobium, l'indium, le cérium, le Tungstène.
9. Substrat (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que la couche est en oxyde de zinc et présente un indice de réfraction inférieur ou égal à 1 ,95, notamment de 1 ,85 à 1 ,95.
10. Substrat (1) selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que la couche est en oxyde de zinc et présente une densité de l'ordre de 5,3 g/cm3 .
11. Substrat (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite couche diélectrique est en nitrure ou oxynitrure de silicium.
12. Substrat (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite couche a une teneur en argon de l'ordre de 0,2 à 0,6% atomique.
13. Substrat (1 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite couche a une teneur en fer inférieure ou égale à 3% atomique.
14. Substrat (1 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est revêtu d'un empilement de couches dans lequel une couche d'argent est disposée au-dessus de ladite couche diélectrique exposée au faisceau d'ions.
15. Substrat (1) selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'une autre couche diélectrique est disposée au-dessus de la couche d'argent.
16. Substrat (1) selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que "' l'empilement comporte au moins deux couches d'argent.
17. Substrat (1) selon l'une quelconque des revendications 14 à 16, caractérisé en ce qu'il présente une résistance de surface Ru inférieure à 6 Ω / D, voire inférieure à 2,1 Ω / D, notamment de l'ordre de 1 ,9 Ω / D.
18. Vitrage et notamment double vitrage ou vitrage feuilleté comportant au moins un substrat (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
19. Procédé de dépôt sur un substrat (1 ) dans lequel on dépose au moins une couche mince diélectrique sur le substrat par pulvérisation cathodique, notamment assistée par champ magnétique et de préférence réactive en présence d'oxygène et/ou d'azote, dans une enceinte de pulvérisation (2), avec exposition à au moins un faisceau d'ions (3) issu d'une source ionique (4), caractérisé en ce que l'on crée un faisceau d'ions dans l'enceinte de pulvérisation à partir d'une source linéaire et en ce que l'indice de réfraction de ladite couche diélectrique exposée au faisceau d'ions peut être ajusté en fonction de paramètres de la source ionique.
20. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que l'on crée un faisceau d'ions oxygène.
21. Procédé selon la revendication 19 ou 20, caractérisé en ce que l'on crée un faisceau d'ions d'énergie comprise entre 200 et 2 000 eV, voire comprise entre 500 et 5 000 eV.
22. Procédé selon l'une quelconque des revendications 19 à 21 , caractérisé en ce que l'on conserve la densité de la couche de diélectrique déposée sur le substrat par pulvérisation cathodique avec exposition au faisceau d'ions.
23. Procédé selon l'une quelconque des revendications 19 à 22, caractérisé en ce que l'indice de réfraction de la couche diélectrique exposée au faisceau d'ions est abaissé par rapport à l'indice de cette couche déposée sans faisceau d'ions.
24. Procédé selon l'une quelconque des revendications 19 à 22, caractérisé en ce que l'indice de réfraction de la couche diélectrique exposée au faisceau d'ions est augmenté par rapport à l'indice de cette couche déposée sans faisceau d'ions.
25. Procédé selon l'une quelconque des revendications 19 à 24, caractérisé en ce qu'une exposition à un faisceau d'ions est opérée " simultanément au dépôt de la couche par pulvérisation.
26. Procédé selon l'une quelconque des revendications 19 à 25, caractérisé en ce qu'une exposition à un faisceau d'ions est opérée successivement au dépôt de la couche par pulvérisation.
27. Procédé selon l'une quelconque des revendications 19 à 26, caractérisé en ce que l'on dirige un faisceau d'ions sur le substrat (1 ), notamment dans une direction formant un angle non nul avec la surface du substrat, de préférence dans une direction formant un angle de 10 à 80° avec la surface du substrat.
28. Procédé selon l'une quelconque des revendications 19 à 27, caractérisé en ce que l'on dirige un faisceau d'ions sur au moins une cathode, notamment dans une direction formant un angle non nul avec la surface de la cathode, de préférence dans une direction formant un angle de 10 à 80° avec la surface de cette cathode.
29. Procédé selon l'une quelconque des revendications 19 à 28, caractérisé en ce que la couche diélectrique est à base d'oxyde de zinc.
30. Procédé selon l'une quelconque des revendications 19 à 29, caractérisé en ce que l'on crée un faisceau d'ions (3) dans l'enceinte de pulvérisation (2) à partir d'une source ionique linéaire (4) simultanément au dépôt de la couche par pulvérisation puis en ce que l'on opère un traitement supplémentaire de la couche déposée avec au moins un autre faisceau d'ions.
31. Installation (10) de dépôt sur un substrat (1 ), notamment verrier, pour la fabrication du substrat selon l'une quelconque des revendications 1 à 17 ou pour la mise en œuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 19 à 30, comportant une enceinte de pulvérisation (2) dans laquelle on dépose au moins une couche mince diélectrique sur le substrat par pulvérisation cathodique, notamment assistée par champ magnétique et de préférence réactive en présence d'oxygène et/ou d'azote, avec exposition à au moins un faisceau d'ions (3), caractérisée en ce qu'elle comporte dans l'enceinte de pulvérisation (2) au moins une source ionique linéaire (4) capable de créer au moins un faisceau d'ions.
32. Installation (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'une source ionique linéaire est disposée de manière à diriger un faisceau "" d'ions sur le substrat, notamment dans une direction formant un angle non nul, de préférence de 10 à 80° avec la surface du substrat.
33. Installation (10) selon la revendication 31 ou 32, caractérisée en ce qu'une source ionique linéaire est disposée de manière à diriger un faisceau d'ions sur au moins une cathode, notamment dans une direction formant un angle non nul, de préférence de 10 à 80° avec la surface de cette cathode.
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