Etude de procédés de dépôts de films minces par décharge magnétron fortement ionisée

par Dhafira Benzeggouta

Thèse de doctorat en Physique des plasmas

Sous la direction de Bernard Agius.


  • Résumé

    Pour certaines applications récentes, il est nécessaire de réaliser des dépôts sur des pièces de formes complexes ou avec des exigences de qualité de plus en plus poussées. Le principal inconvénient de la pulvérisation cathodique magnétron est que les atomes sont pulvérisés et déposés à l'état neutre. Il est alors très difficile de modifier leur trajectoire ou leur énergie lors du dépôt. Une amélioration du procédé a consisté à développer un procédé RF-IPVD (Ionized Physical Vapour Deposition) permettant de générer entre la cible et le substrat une seconde décharge de type radiofréquences (RF) pour ioniser la vapeur pulvérisée. Une deuxième technique alternative a été développée, en appliquant des jmpulsions de forte puissance sur la cathode HPPMS (High Power Pulsed Magnetron Sputtering). La forte puissance appliquée au niveau de la cible permet de réaliser l'ionisation des espèces pulvérisées directement dans le plasma magnétron. Nous avons choisi d'étudier ces deux procédés pour le dépôt en mode réactif (Ar+02) de l'oxyde conducteur RU02' Si les mécanismes de pulvérisation réactive classique sont relativement bien connus, Il n'en ai pas de même pour ces procédés à fort taux d'ionisation. Pour cette raison, nous avons consacré une grande partie de notre travail sur la compréhension de l'effet de l'oxygène sur les propriétés de la décharge soit en RF-IPVD ou bien en HPPMS. Nous avons également étudier la possibilité de déposer des films isolant BaxSr(1_x)Ti03 à partir d'une cible céramique en utilisant le procédé RF-IPVD. L'ensemble des résultats obtenus ouvre la voie à d'autres études en articulier pour utiliser le réacteur HPPMS.

  • Titre traduit

    Study of highly ionized magnetron discharges for the deposition of thin films


  • Résumé

    Ln modern techniques of thin film deposition it is necessary to improve the quality of the deposited thin film, to achieve a better control of the energy deposited to the growing thin film and to permit the deposition of thin films on complex shape substrates of with good step coverage. The main drawback of convention al De magnetron sputtering is that emitted metal particles are mainly neutrals. It this condition, it is difficult to guide. Their pathway and to control their energy. An improvement of sputtering process consists in iO[1izing the emitted vapour by adding a second discharge between the target and the substrate. This technique is usually called IPVD (Ionized Physical Vapor Deposition) in which frequently a second Radio-Frequency (RF) discharge is used (RF-IPVD). A second alternative method developed more recently, ca lied HPPMS (High Power Pulsed Magnetron Sputtering), uses high power pulses applied directly on the magnetron cathode. During the,pulse. An important ionization degree of sputtered species (> 50 %) is achieved. The two techniques have been used for the case of reactive sputtering for the deposition of RU02 oxide. A very few works have developed till now for this reactive conditions. A large part of this thesis is devoted to the study of the influence of the introduction of O2 on the discharge behaviour in the two RF-IPVD and HPPMS processes. We also studied the possibility of depositing dielectric thin films BaSrTi03 using a ceramics target and the RF-IPVD process. Results obtained within this thesis open new perspectives for the use of the HPPMS technique for the development of new material having specifie properties.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (IV-135 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 131-135

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2008)90
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