Etude de la production de n dans un plasma micro-onde pour la deposition de materiaux cnh. Mesure en post-decharge lointaine, etude cinetique et gravure de films a-c : h par les atomes n

par DAVID DOUAI

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de JEAN MAREC.

Soutenue en 2001

à Paris 11 .

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  • Résumé

    Ce travail de these vise a une meilleur comprehension des phenomenes fondamentaux lies a l'interaction plasma / materiaux. Pour ceci, la post-decharge en ecoulement d'un plasma argon / azote est etudiee afin d'obtenir une source stable d'azote atomique adaptee aux traitements de surface par plasma. Le plasma est cree dans un tube de quartz par une onde electromagnetique de surface sous un vide moyen et s'ecoule dans la chambre de reaction ou reside un vide pousse, formant ainsi un jet en expansion. Le flux d'azote atomique est mesure en post-decharge lointaine par la technique de spectrometrie de masse par ionisation pres du seuil. A ce titre, un effort particulier a ete consacre afin de prendre en compte les pertes d'atomes aux parois du spectrometre de masse. Une technique de modulation permet une mesure absolue du flux d'azote atomique. Ainsi une etude systematique des parametres de la decharge a pu etre entreprise. L'importance de l'etat de la surface du tube de quartz sur les pertes atomiques est illustre en mesurant la decroissance du flux d'azote atomique en fonction de la duree d'operation de la decharge. L'effet de l'addition de traces d'oxygene dans la decharge sur la cinetique de production des atomes est montre. Un modele cinetique est elabore en parallele afin de comprendre les principaux mecanismes cinetiques dans la decharge. L'equation de boltzmann pour les electrons et le systeme d'equations des especes presentes dans le plasma sont resolus de maniere auto-consistante. Les resultats presentes montrent que pour les conditions donnees, les atomes d'azote sont principalement crees par dissociation de l'azote moleculaire par impact electronique. Les recombinaisons aux parois dominent les pertes. Ainsi, la decroissance du flux d'azote atomique observee experimentalement peut etre directement liee a un changement de l'etat de surface du tube de quartz, via une modification de la probabilite de pertes aux parois. Finalement, des films polymeres a-c:h sont places en post-decharge lointaine devant le faisceau d'azote atomique afin d'etudier la gravure par n. Il est alors montre que la reaction de gravure est activee thermiquement. Des analyses xps montrent que les atomes d'azote sont incorpores dans les films.


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Informations

  • Détails : 172 p.
  • Annexes : 149 ref.

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
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