Etude et realisation d'un canon a ions micro-onde de section rectangulaire pour le traitement de grandes surfaces

par Véronique Roy

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jean Aubert.

Soutenue en 1997

à Paris 11 .

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  • Résumé

    Cette these presente l'etude et la realisation d'un canon a ions modulaire a resonance cyclotron electronique (rce) destine aux traitements de surfaces au defile. La puissance micro-onde (a 2,45 ghz) est injectee dans un guide d'onde aplati (80x15 mm) a travers une fenetre d'etancheite en quartz d'epaisseur quart d'onde. Des aimants permanents en smco#5 sont places a l'interieur et a l'exterieur du guide dans le but : 1) d'etablir un gradient longitudinal eleve de champ magnetique en aval de la fenetre, favorable a la propagation de l'onde 2) de reduire le gradient transversal de champ donc la derive laterale du plasma 3) de creer des zones rce dans la chambre d'ionisation. Les dimensions de celle-ci et la configuration du champ magnetique ont ete optimisees a l'aide d'un code de calcul calmag 3d. Pour proteger la fenetre d'etancheite placee au contact du plasma, nous avons teste une fente resonante. Les grandeurs caracteristiques aussi bien du plasma que du faisceau d'ions ont ete mesurees pour differents gaz : ar, o#2, n#2 et h#2. Des densites de plasma surcritiques de l'ordre de 10#1#2cm#-#3 ont ete mesurees au moyen d'une sonde cylindrique de langmuir. La dispersion en energie des ions du faisceau extrait atteint 10 ev dans les conditions nominales de fonctionnement (qar=5 sccm et pi=500 watts). Une densite de courant de 5 ma/cm#2 est atteinte a 500 w pour des ions ayant une energie de 2000 ev, avec une homogeneite de +/- 5% sur 60 mm. Deux types d'optique d'extraction ont ete etudies : 1) des grilles inclinees (30 ou 60) dans le but d'accroitre le taux de pulverisation sur la cible 2) des grilles convexes (defocalisatrices) afin d'irradier une plus grande surface. La composition en masse du faisceau a permi de determiner les rapports ions atomiques/ions moleculaires dans diverses conditions de fonctionnement. La contamination du faisceau a ete etudiee par rbs sur un echantillon de silicium irradie par un faisceau ar#+.


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Informations

  • Détails : 20 VOL., 168 P.
  • Annexes : 113 REF.

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-013324
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