Effet tunnel dépendant du spin : Des simples aux doubles ... - LPM

Elaboration de jonctions tunnel
II.3.2 La source d'ions
Le principe de notre source d'ions repose sur l'extraction par une optique électrostatique
d'ions créés dans un plasma micro-ondes. Les ions ainsi accélérés vont venir pulvériser la
surface de l'échantillon. L'utilisation d'un plasma micro-ondes permet de travailler avec des
gaz réactifs comme l'oxygène. Après une description du dispositif expérimental, nous
décrirons le plasma, l'extraction d'un faisceau d'ions puis la gravure.
• Le dispositif expérimental
La source est installée dans une chambre de notre système d'EJM. Cette chambre
comprend un manipulateur. Le portoir est isolé de la masse afin de pouvoir mesurer le courant
incident. Le pompage de la chambre est assuré par une pompe turbomoléculaire de 400 l/s.
Cette dernière a été placée le plus près possible de la chambre pour optimiser la vitesse de
pompage effective (estimée à 200 l/s).
La source d'ions (PLASMION, SIMO 80/30)(fig. 18) est constituée d'une cavité microondes
dans laquelle sera créé le plasma (source). Dans cette cavité, se trouve l'antenne microondes
précédée du connecteur assurant la liaison vers le câble coaxial extérieur. Il y a
également l'arrivée de gaz. La source est isolée galvaniquement et son potentiel est celui de la
première grille.
L'optique d'extraction est composée de trois grilles : Beam, Accel et Decel. Le
diamètre de ces grilles est de 3 cm. Les grilles Accel et Decel sont percées de 121 trous de
2 mm de diamètre. La grille Beam, elle, a été modifiée et n'est percée qu'un trou sur deux afin
de créer une surpression plus importante dans la source.
Injection de gaz
Antenne micro-onde
50
Aimants permanents
Grilles d'extraction
Fig. 18 : Schéma de la source d'ions SIMO 30
Beam Accel Decel
Les grilles Beam et Accel sont polarisées par une double alimentation haute tension.
La grille Decel est court-circuitée à la masse. L'alimentation micro-ondes (2,45 GHz, 300 W)
est équipée d'un circulateur et d'une charge résistive. Ce dispositif permet de dissiper la
puissance réfléchie sans danger pour l'alimentation (cela est particulièrement utile avant
l'amorçage du plasma). La source n'est pas équipée de dispositif de neutralisation des ions.
L'injection de gaz (argon ou oxygène) se fait à travers une vanne micro-fuite qui permet
d'ajuster le débit en modifiant la conductance de la ligne.