Effets collisionnels et thermiques sur la contrainte interne et la structure de bore depose sous assistance ionique

Thermal and collisional effects on the intrinsic stress in boron nitride layers deposited by ion-beam based technics

• Auteur / Autrice : ABDOU MOHAMED DJOUADI
• Direction : DANIEL BOUCHER
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

A l'aide de techniques de depot sous vide mettant en uvre un faisceau d'ions energetiques, nous avons etudie les proprietes structurales et mecaniques de films de nitrure de bore elabores en evaporation assistee (ibad). L'etude structurale des films, faite essentiellement par spectrometrie infrarouge, identifie les differentes phases du materiau synthetise. De plus, cette analyse correlee a des mesures rbs, nra et gravimetriques a permis de relier l'integrale des pics d'absorption ir a des proprietes macroscopiques des couches, comme leur masse ou leur epaisseur. En ce qui concerne les proprietes mecaniques, il ressort que l'effet de compactage ionique est, a temperature ambiante, responsable de la contrainte compressive observee. Un accroissement de la temperature de depot jusqu'a 600c ne reduit pas, et augmente meme la contrainte intrinseque dans les films, contrairement au recuit post-depot a la meme temperature. Pour tenter d'expliquer ce resultat, nous avons suivi le profil des contraintes dans le materiau. Les observations faites, menent a des conclusions surprenantes, qui semblent notamment indiquer que l'extension spatiale du phenomene de compactage ionique depasse de plusieurs ordres de grandeur la profondeur de penetration des ions incidents. Toujours sous assistance ionique et en utilisant des ions azote et argon, des films de nitrure de bore a 100% cubiques ont pu etre synthetises. Cela, apres une etude de l'influence de tous les parametres de depot, l'energie des ions, le flux d'argon sur le flux de bore, le flux d'azote sur le flux de bore et la temperature du substrat, sur l'obtention de la phase cubique et leur optimisation. Les resultats experimentaux obtenus ont ete discutes en s'appuyant d'une part sur des modeles de la litterature et d'autre part sur des simulations faites par le code tridyn. Il resulte de cette etude qu'il est possible que la synthese de bn-c ne puisse pas etre causee par un des phenomenes modelises pris separement mais plutot par une synergie de deux ou de plusieurs de ces phenomenes