Modelisation cinetique d'un plasma de methane pour le depot de couches minces de carbone hydrogene (dlc)

par Ahmed Rhallabi

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Guy Turban.

Soutenue en 1992

à Nantes .

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  • Résumé

    La presente etude est consacree a la modelisation et a la simulation du procede de depot de couches minces de carbone amorphe (dlc) dans un plasma froid de methane. Le carbone dlc en couche mince est utilise comme couche de passivation ou d'isolement dans les composants optiques en germanium et silicium. Nous presentons un modele cinetique a une dimension pour la production, le transport et les reactions secondaires des ions positifs et des radicaux neutres d'une decharge rf dans le methane a basse pression. Les processus d'ionisation et de dissociation par impact electronique ont ete calcules sur la base de sections efficaces recemment disponibles et pour une fonction de distribution electronique maxwellienne. La temperature, mesuree par sonde electrique, est un parametre critique dans le calcul des taux de creation. Nous avons aussi evalue la sensibilite du modele cinetique aux valeurs des constantes de reactions ion-molecule. Le modele cinetique, base sur la resolution des equations de continuite des especes du plasma, fournit les flux diffusionnels d'ions positifs et de radicaux neutres arrivant sur le substrat. Une validation a ete effectuee a l'aide des concentrations de neutres mesurees par spectrometrie de masse. Le modele cinetique du plasma de methane est couple a un modele decrivant l'interaction plasma-surface. Nous calculons la distribution energetique des ions a la surface par une simulation de monte carlo de la gaine ionique rf. Le collage des radicaux a la surface de la couche en croissance depend de la densite des sites actifs a la surface. Dans notre modele, cette densite de sites actifs est controlee par le bombardement ionique. La vitesse de depot de carbone est calculee a partir des flux de neutres resultant du modele cinetique et des processus de surface. Un bon accord a ete obtenu en comparant les vitesses ainsi calculees et valeurs experimentales. L'ordre de grandeur du coefficient de collage est conforme a ce qui resulte d'une simulation de monte carlo du profil de recouvrement de marche d'une structure micronique


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