Simulation particulaire d'une decharge magnetron radio-frequence. Comparaison a l'experience

par TIBERIU MARIAN MINEA

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de JEAN BRETAGNE.

Soutenue en 1998

à Paris 11 .

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  • Résumé

    Cette these est dediee a l'etude d'une decharge magnetron radiofrequence (rf) etant motivee par le besoin de comprehension des mecanismes de maintien d'une telle decharge. Nous avons tente un rapprochement entre les decharges magnetrons et les propulseurs ioniques, tous deux magnetises et ayant des proprietes similaires, notamment pour la pulverisation de materiau. Un magnetron plan rf a ete utilise comme dispositif d'erosion et il a ete caracterise par des diagnostics electriques, par spectroscopie et par profilometrie. Pour cela nous avons utilise differents gaz rares pour des cibles metalliques ou dielectriques. En parallele, une simulation particulaire a ete developpee pour decrire la repartition spatiale (deux dimensions - 2d) et temporelle (rf) des principaux parametres d'un plasma magnetron. Outre la spectroscopie, nous avons utilise un code monte carlo de type trim pour l'etude de la pulverisation de ceramiques. Les resultats portent sur le depot de puissance dans le plasma magnetron rf, sur les mecanismes d'entretien de cette decharge et sur la caracterisation spatiale des flux en energie des ions responsables de la pulverisation des cibles. La connaissance des tensions sur la cible nous a permis un choix realiste de conditions de frontiere dans la simulation particulaire, mais aussi la comparaison entre les predictions du modele et l'experience. L'interpretation des resultats numeriques a mis en evidence une double contribution au chauffage des electrons dans la decharge, due aux processus stochastiques en volume engendres par les oscillations de la gaine cathodique () et due a l'emission secondaire (). Un bon accord a ete trouve entre les resultats du calcul et ceux de l'experience concernant le profil d'erosion dans le cas d'une cathode metallique. L'etude par spectroscopie optique d'emission a mis en evidence la pulverisation de ceramiques dans notre magnetron et dans le propulseur a plasma.


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Informations

  • Détails : 190 P.
  • Annexes : 176 REF.

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  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-014024
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