Gravure ionique réactive de type RIBE et IBAE (gravure réactive par faisceaux d'ions et gravure ionique assistée par un flux gazeux) : conception expérimentale et étude comparative : Application à la réalisation de guides optiques polymères

par Cyril Moussant

Thèse de doctorat en Électronique des hautes fréquences et optoélectronique

Sous la direction de André Moliton.

Soutenue en 1999

à Limoges , en partenariat avec Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .


  • Résumé

    Ce travail est consacre a l'etude de la gravure par faisceaux d'ions d'un polymere. Trois techniques ont ete utilisees : la gravure seche par des ions ar + chimiquement inertes, l'attaque par ribe (reactive ion beam etching) en utilisant des ions o + et le procede ibae (ion beam assisted etching) qui combine un flux d'ions energetiques (ar + ou o +) a un flux gazeux moleculaire reactif. Cette derniere technique a ete mise en uvre pour la premiere fois dans le cas d'un materiau organique, a savoir le polyimide 6fda-oda. En utilisant un implanteur d'ions, nous avons montre qu'en travaillant a des energies superieures a 10 kev et des densites de courant de 1 a/cm 2 a 10 a/cm 2, on forme une couche carbonee en surface qui limite la pulverisation du polymere. On obtient alors des profondeurs d'erosion de l'ordre du parcours de l'ion dans le materiau (r p). Un dispositif special pour la gravure a alors ete assemble, qui permet d'obtenir des densites de courant superieures a 0,1 ma/cm 2 pour des energies allant de 2 kev a 10 kev. La machine ainsi realisee permet en plus de mettre en uvre la technique ibae. Nous avons etudie la vitesse de gravure en fonction de l'energie e (3 kev < e <10 kev) et de la densite de courant j (0,1ma/cm 2 < j < 1 ma/cm 2). Dans le cas de l'ibae, nous avons regarde l'influence de la pression d'oxygene gazeux dans l'enceinte sur l'attaque du polymere. On a mis en evidence le caractere physico-chimique des procedes ribe et ibae par rapport a la gravure seche. En travaillant a e = 6 kev et j = 0,4 ma/cm 2, on obtient alors des vitesses de gravure optimisees egales a 1000 aring;/mn. Les resultats obtenus par ribe et ibae sont equivalents en terme de vitesse d'attaque du polyimide. En outre, ils permettent d'envisager de graver le materiau sur des profondeurs de l'ordre de 2m sans qu'il y ait un effet de saturation. Ceci nous a permis de realiser et de visualiser au microscope electronique des guides optiques integres.


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  • Détails : 230 p.

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  • Bibliothèque : Université de Limoges (Section Sciences et Techniques). Service Commun de la documentation.
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