Croissance et propriétés mécaniques du TiAl3 formé par interdiffusion réactive à partir de systèmes en couches minces

par Frédéric Voiron

Thèse de doctorat en Science et Génie des matériaux

Sous la direction de Michel Ignat.

Soutenue en 1999

à Grenoble INPG .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Les films minces d'aluminium et de titane utilises en microelectronique comme materiaux d'interconnections peuvent etre le siege de reactions thermochimiques. A des temperatures comprises entre 573k (300c) et 773k (500c) on observe la formation de l'intermetallique tial#3. Outre un changement des proprietes electriques du systeme (variation de resistance) cette reaction induit une evolution des contraintes, aboutissant dans certain cas a la fissuration. Afin de determiner les cinetiques des reactions mises en jeux, ainsi que l'evolution des proprietes mecaniques des systemes etudies, nous avons mis au point trois methodes de caracterisation, basees sur le principe de l'inversion : - la premiere (methode pm), permet de determiner les epaisseurs de structures multicouches de films minces a partir de mesures de resistance de surface, - la seconde (methode am) permet de determiner les parametres elastiques de couches minces a partir de l'analyse des vitesses de propagation d'ondes acoustiques a la surface des echantillons, - la troisieme permet de determiner les contraintes residuelles et les parametres de maille des phases observees a partir de la diffraction des rayons x. A l'aide de ces methodes, nous avons deduit : - les constantes cinetiques de croissance du tial#3 en presence et en l'absence de polluants (cuivre, hydrogene, carbone). En complement nous avons propose plusieurs modeles analytiques, permettant de decrire la germination et la croissance du tial#3 a une interface al/ti, - les parametres elastiques du titane, de l'aluminium et du tial#3 ainsi que l'evolution des contraintes residuelles dans nos systemes. Finalement, des observations au microscope electronique a balayage et au microscope acoustique a balayage effectuees a la surface d'echantillons fissures nous a permis d'evaluer la tenacite du tial#3.

  • Titre traduit

    Growth and mechanical properties of tial#3 formed by interdiffusion in thin film systems


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  • Détails : 1 vol. (124 p.)
  • Annexes : 75 REF.

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  • Cote : 1999INPG0037
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