Elaboration de couches minces de nitrure de bore par voie chimique assistee par plasma r. F. A partir de bcl#3/n#2/h#2/ar : etude du procede et des proprietes physico-chimiques du materiau

par CATHERINE SCHAFFNIT

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Y. PAULEAU.

Soutenue en 1996

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    Des couches minces de nitrure de bore ont ete synthetisees a partir de melanges bcl#3/n#2/h#2/ar dans un reacteur plasma r. F. A couplage capacitif. L'etude a porte dans un premier temps sur la caracterisation de la phase gazeuse par spectrometrie de masse et par spectroscopie optique d'emission. En particulier, l'effet de la teneur de la phase gazeuse en hydrogene sur la nature et la concentration relative des especes a ete etudie: tout d'abord dans un plasma argon-hydrogene, dans lequel ont ensuite ete ajoutes les deux precurseurs bcl#3 et n#2, separement puis simultanement. Le debit d'hydrogene moleculaire determine le taux de dissociation de bcl#3 et donc la nature et la quantite des especes chlorees. De meme, lorsque la teneur en hydrogene des plasmas n#2/h#2/ar augmente, il apparait successivement les especes suivantes: n, nh, nh#2 puis nh#3. Deux reactions chimiques pouvant aboutir a la formation du nitrure de bore ont ete mises en evidence: bcl#3 + nh bn#s + hcl + cl#2 bcl + nh bn#s + hcl dans une seconde partie, des couches minces de nitrure de bore ont ete deposees dans differentes conditions experimentales de bombardement ionique (effet de la puissance r. F. Et de la taille des electrodes) et de composition de la phase gazeuse. Ces parametres jouent un role determinant sur la structure des couches de nitrure de bore: il existe un optimum d'energie des ions et de teneur de la phase gazeuse en hydrogene qui permet la croissance de couches a forte teneur en bn-cubique. A partir des experiences de traitements des couches par des plasmas d'argon, argon-hydrogene et argon-chlore, nous avons mis en evidence l'existence d'une part d'un mecanisme de pulverisation preferentielle du bn-hexagonal et, d'autre part, d'un mecanisme de gravure chimique selective de la phase hexagonale par l'hydrogene atomique et par le chlore qui permettent l'obtention de couches a forte teneur en bn-cubique


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  • Détails : 176 P.
  • Annexes : 150 REF.

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