Etude de l'adhesion et de la croissance de couches minces de silice deposees par plasma a basse pression

par Nicolas Bertrand

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Bernard Drévillon.

Soutenue en 1997

à Palaiseau, Ecole polytechnique .

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  • Résumé

    Cette etude porte sur des revetements de silice en couches minces destines a modifier les proprietes de surface d'un materiau, en particulier l'acier. Les couches sont deposees a partir d'un melange de silane et d'oxygene a des pressions de quelques m torr dans un reacteur a plasma de configuration idecr, extrapolable aux grandes surfaces. Les proprietes des couches de silice sont d'abord analysees en fonction des parametres du plasma. On montre que l'on peut, dans le reacteur idecr, deposer de la silice dense a temperature ambiante et sans utiliser de bombardement ionique, a des vitesses allant jusqu'a 2,4 nanometres par secondes. Le depot a lieu a partir de reactions de surface entre gaz reactifs et/ou dissocies, combinees a un bombardement ionique de fort flux et de faible energie. La comparaison, par ellipsometrie ir in situ, de l'evolution des proprietes vibrationnelles de la silice idecr en cours de croissance avec celles d'une silice deposee a plus haute pression montre la formation d'interfaces abruptes par idecr et le role important de la faible incorporation d'hydrogene. L'adhesion des couches de silice, mesuree sur acier inoxydable et ordinaire, est amelioree grace a des pretraitements plasma du substrat. Leurs effets sont etudies par ellipsometrie ir in situ et par d'autres techniques ex situ (xps, aes, sims). Ces pretraitements permettent d'augmenter l'energie de surface de l'acier par le nettoyage de la surface (tous plasmas) ou la reduction de l'oxyde natif (hydrogene). L'augmentation de la durete superficielle et la formation de ponts metal-n-si a l'interface contribuent egalement dans le cas de plasmas d'ammoniac et d'azote. Les proprietes morphologiques (densite, rugosite) sont egalement etudiees par reflectivite des rayons x et des resultats prometteurs sont obtenus sur les proprietes electriques des couches. Ces derniers resultats mettent en evidence l'influence du chauffage (250c) et de la polarisation du substrat pendant le depot.

  • Titre traduit

    Study of the adhesion and growth of silica thin films deposited in a plasma reactor at low pressure


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  • Détails : 196 P.
  • Annexes : 159 REF.

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  • Bibliothèque : École polytechnique. Bibliothèque Centrale.
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  • Cote : C1A 120/1997/BER
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