Modelisation fluide des decharges radio frequence basse pression, a couplage capacitif, et consideration de la presence de poudres

par ABDESSAMED MAHMOUD MERAD

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jean-Pierre Boeuf.

Soutenue en 1998

à Toulouse 3 .

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  • Résumé

    Cette these concerne deux aspects distincts des plasmas excites par decharge radiofrequence, typiques de ceux utilises pour le traitement de surface. Le premier aspect est relatif aux modeles fluides de decharges radiofrequence, et aux hypotheses qui y sont inherentes. Le second concerne la contamination des ces plasmas par des particules submicrometriques (poudres) et l'etude du piegeage de celles-ci dans un reacteur plasma radiofrequence. Les modeles fluides de decharges sont bases sur une description du transport des particules chargees par les trois premiers moments de l'equation de boltzmann. Pour fermer ce systeme d'equations, des hypotheses sur la forme des fonctions de distribution des particules chargees sont necessaires. Nous montrons dans ce travail, a l'aide de modeles fluides 1d et 2d, que differentes hypotheses sur les formes des fonctions de distribution electronique (fde) peuvent conduire a des resultats macroscopiques voisins. Ceci s'explique par le fait qu'a l'equilibre, le taux d'ionisation s'ajuste pour compenser les pertes par diffusion ambipolaire qui ne dependent que de la geometrie et de l'energie moyenne electronique. Un modele fluide peut donc fournir des resultats raisonnables meme si la fde n'est pas connue precisement. Ceci est illustre dans la these par un grand nombre de comparaisons entre resultats, des modeles fluides, experimentaux, et ceux de modeles particulaires beaucoup plus precis. D'autres aspects des approximations inherentes aux modeles fluides sont egalement discutes (derive-diffusion etc). Dans la seconde partie de cette these, nous etudions le piegeage des particules presentes dans les plasmas poudreux. Pour diverses configurations, nous montrons que pour de faibles puissances rf et de faibles densites de poudres, la distribution des equipotentielles obtenue avec notre modele fluide 2d coincide avec celle des particules relevee experimentalement par des mesures d'emission. Enfin, nous avons mene une etude numerique qui a permis d'expliquer la segregation du nuage de poudres observee experimentalement avec l'augmentation de la puissance. Le piegeage des particules n'est alors plus purement electrostatique mais est du a l'action simultanee des forces electriques, de poussee des ions et de gravite auxquelles sont soumises les particules.


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Informations

  • Détails : 204 P.
  • Annexes : 142 REF.

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1998TOU30032
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