Etude de la synthèse chimique de films minces d'oxydes de silicium sur surfaces métalliques assistée par décharge à barrière diélectrique à pression atmosphérique PDF Download
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Author: Vandad Rohani
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Category :
Languages : fr
Pages : 223
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Book Description
Dans les pays industrialisés, on estime aujourd’hui que les coûts de la corrosion représentent environ 4% du PNB. Ce chiffre colossal souligne à quel point le combat contre ce phénomène est important. Tous les matériaux sont sujets à la corrosion mais les métaux, par leur instabilité thermodynamique au contact des éléments atmosphériques, constituent une classe particulièrement sensible à cette dégradation. Une solution efficace à la mise en protection du métal est le revêtement de surface par un matériau plus stable tel que la silice. Parmi les techniques chimiques de revêtement par voie sèche (CVD) exploitées aujourd’hui, la CVD assistée par plasma se fait de plus en plus courante. Son avantage réside dans le fait qu’elle est une technique dite froide qui s’affranchit du chauffage du substrat (T250°C), particulièrement adaptée au traitement des produits thermosensibles. Ici, nous nous intéressons à la CVD assistée par Décharge à Barrière Diélectrique (DBD) en configuration simple barrière afin d’élaborer à partir d’un mélange gazeux comportant un précurseur chimique d’HMDSO, des films minces d’oxydes de silicium sur des surfaces métalliques larges (50 cm2) pour des applications métallurgiques. Une particularité de ce procédé est de fonctionner à la pression atmosphérique, condition adéquate pour le traitement de grandes surfaces sur des lignes au défilé. L’enjeu de cette étude est double : Premièrement, montrer la faisabilité de ce procédé de dépôt sur substrats d’acier. Deuxièmement, à travers l’étude de la qualité des films synthétisés à partir de trois gaz porteurs (He,Ar,N2), trouver une piste d’explication à l’inhomogénéité des revêtements obtenus par cette voie.
Author: Vandad Rohani
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Languages : fr
Pages : 223
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Book Description
Dans les pays industrialisés, on estime aujourd’hui que les coûts de la corrosion représentent environ 4% du PNB. Ce chiffre colossal souligne à quel point le combat contre ce phénomène est important. Tous les matériaux sont sujets à la corrosion mais les métaux, par leur instabilité thermodynamique au contact des éléments atmosphériques, constituent une classe particulièrement sensible à cette dégradation. Une solution efficace à la mise en protection du métal est le revêtement de surface par un matériau plus stable tel que la silice. Parmi les techniques chimiques de revêtement par voie sèche (CVD) exploitées aujourd’hui, la CVD assistée par plasma se fait de plus en plus courante. Son avantage réside dans le fait qu’elle est une technique dite froide qui s’affranchit du chauffage du substrat (T250°C), particulièrement adaptée au traitement des produits thermosensibles. Ici, nous nous intéressons à la CVD assistée par Décharge à Barrière Diélectrique (DBD) en configuration simple barrière afin d’élaborer à partir d’un mélange gazeux comportant un précurseur chimique d’HMDSO, des films minces d’oxydes de silicium sur des surfaces métalliques larges (50 cm2) pour des applications métallurgiques. Une particularité de ce procédé est de fonctionner à la pression atmosphérique, condition adéquate pour le traitement de grandes surfaces sur des lignes au défilé. L’enjeu de cette étude est double : Premièrement, montrer la faisabilité de ce procédé de dépôt sur substrats d’acier. Deuxièmement, à travers l’étude de la qualité des films synthétisés à partir de trois gaz porteurs (He,Ar,N2), trouver une piste d’explication à l’inhomogénéité des revêtements obtenus par cette voie.
Author: Sylvain Pouliquen
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 280
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L’objectif de ce travail est de développer une nouvelle source plasma, fonctionnant à la pression atmosphérique, pour réaliser des dépôts de couches minces sur des cellules photovoltaïques silicium. Pour définir son régime, comprendre sa physique et cerner ses conditions d’obtention, cette nouvelle décharge, obtenue dans un mélange SiH4/NH3/Ar, est caractérisée électriquement et optiquement. La densité des métastables de l’argon est également mesurée par spectroscopie d’absorption optique. Les résultats, par mesures de courant et tension corrélées aux photographies rapides, montrent que la décharge s’amorce par un claquage de Townsend et, qu’au maximum de courant, la décharge transite en régime sub-luminescent entravée par la distance inter-électrode. L’obtention d’une décharge homogène pour réaliser des dépôts homogènes nécessite par ailleurs l’introduction d’une résistance en série avec la décharge pour faire diminuer rapidement la tension appliquée sur le gaz dès que le courant devient trop important. Les effets du wafer de silicium, de la température sont étudiés, comparés et discutés séparément puis ensemble.Le mélange de gaz a été choisi pour réaliser une couche mince de nitrure de silicium hydrogéné (SiNx:H) antireflet et passivante sur cellule silicium cristallin. Les propriétés chimiques, structurales et optiques de ces dépôts sont déterminées et corrélées aux paramètres du procédé. Le rapport des gaz précurseurs, NH3/SiH4, permet de choisir l’indice de réfraction de la couche antireflet entre 1,8 et 2,2, indice caractérisé par le rapport N-H/Si-H. L’étude de la croissance de la couche a été réalisée par des mesures d’ellipsométrie spectroscopique en fonction du temps de dépôt. Les résultats ont montré que le nitrure croissait premièrement par îlots puis que la couche tendait à se densifier en fonction du temps.
Author: Sara Lovascio
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Languages : en
Pages : 115
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Cette thèse porte sur une étude fondamentale sur le dépôt des couches minces d’organosiliciés par des Décharges à Barrière Diélectrique (DBD), un procédé très intéressant pour l’application aux textiles. La plupart des dépôts des couches d’oxyde de silicium sont déposées à partir du précurseur hexaméthyle silixone (HMDSO).De plus très peu d’études sont consacrées aux mécanismes de dépôt des couches à la pression atmosphérique. Dans cette étude les propriétés des couches minces déposées par DBD alimentées par Ar/HMDSO/O2, Ar/PMDSO (pentaméthyldisiloxane)/O2 et Ar/TMDSO (tetraméthyldisiloxane)/O2, avec différentes proportions de l’oxygène, ont été confrontées aux analyses, par GC-MS, des gaz sortant du réacteur. Nous avons trouvé que l’ajout d’O2 au gaz d’alimentation n’améliore pas l’activation du précurseur organosilicié, même s’il augmente la puissance injectée. En revanche il influence fortement la composition chimique des dépôts et favorise une forte réduction de la concentration des sous-produits dans le gaz sortant du réacteur. Sans ajout de l’O2, des couches minces obtenues contiennent beaucoup de carbone , avec rétention de la structure du précurseur de départ. En réduisant le nombre de –CH3 dans le précurseur (HMDSO>PMDSO>TMDSO), le nombre et l’abondance des sous-produits détectés dans le gaz sortant du réacteur diminuent fortement. Il semblerait que les unités de répétition diméthylsiloxane et hydrométhylsiloxane jouent un rôle important dans l’oligomérisation des trois précurseurs. Différents mécanismes d’activation, ainsi que différents procédés de formation des groupes Si-OH dans les dépôts, ont été proposés pour les trois précurseurs.
Author: Ahmed Belasri
Publisher: Springer Nature
ISBN: 9811554447
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 659
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This book highlights peer reviewed articles from the 1st International Conference on Renewable Energy and Energy Conversion, ICREEC 2019, held at Oran in Algeria. It presents recent advances, brings together researchers and professionals in the area and presents a platform to exchange ideas and establish opportunities for a sustainable future. Topics covered in this proceedings, but not limited to, are photovoltaic systems, bioenergy, laser and plasma technology, fluid and flow for energy, software for energy and impact of energy on the environment.
Author: BENAFGOUI.. SEFSAF
Publisher:
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Languages : fr
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CE TRAVAIL S'INSCRIT DANS LE CADRE GENERAL DES RECHERCHES RELATIVES A LA PHYSICOCHIMIE DES SURFACES ET INTERFACES DU SILICIUM. L'APPROCHE PRIVILEGIEES EST D'ACCEDER A UNE NOUVELLE CONNAISSANCE DE LEUR STRUCTURE ELECTRONIQUE ET DES LIAISONS CHIMIQUES MISES EN JEU. L'OBJECTIF DE L'ETUDE PLUS SPECIFIQUEMENT, PAR ANALYSE AUGER ET SPECTROSCOPIE DE PERTES, L'INFLUENCE DU BOMBARDEMENT ELECTRONIQUE SUR L'OXYDATION DE LA FACE (100) DU SILICIUM MONOCRISTALLIN, A TEMPERATURE AMBIANTE. AU-DELA LA CARACTERISATION DU MODE DE FORMATION DE L'INTERFACE SI-SIO#2, LA QUESTION PRINCIPALE CONCERNE LA POSSIBILITE D'UTILISER DE TELS OXYDES ULTRA-MINCES DANS L'ELABORATION DE STRUCTURES DU TYPE POS. PLUSIEURS CONCLUSIONS SE DEGAGENT DE CE TRAVAIL. LA PREMIERE EST UNE CONFIRMATION DE L'EFFICACITE DES ELECTRONS DANS LE PROCESSUS D'OXYDATION ET DU ROLE DETERMINANT DES SECONDAIRES. APRES QUE L'INFLUENCE DES DIFFERENTS PARAMETRES EXPERIMENTAUX AIT ETE ANALYSEE, LA MISE EN UVRE CONJOINTE DE L'AES ET DE L'ELS PERMET DE DECRIRE L'OXYDE FORME EN SURFACE DE SI (100) COMME UNE SILICE PROBABLEMENT DESORDONNEE AVEC UNE COUCHE D'INTERFACE FORMEE D'UN MELANGE D'ENTITES SIO#X SOUS-STOECHIOMETRIQUES EN CONFORMITE AVEC UN MODELE RBM (RANDOM BONDING MODEL). ENFIN, L'ETUDE DE LA CROISSANCE DU COBALT, A TEMPERATURE AMBIANTE, SUR CET OXYDE ELECTRONIQUE ET EN MODE THERMIQUE D'EPAISSEUR EQUIVALENTE MET EN EVIDENCE UNE MOINS BONNE TENUE DE L'OXYDE ELECTRONIQUE DEVANT LA POSSIBILITE DE DIFFUSION DU METAL
Author: Aude Brevet
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Languages : fr
Pages : 139
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L'étude des premiers instants de la croissance par dépôt chimique en phase vapeur à partir d'un précurseur métalorganique (MOCVD) de films de TiO2 sur Si(100) a été réalisée in situ par analyse de surfaces (XPS, ARXPS, AES). Un dispositif expérimental original a été conçu à cet effet et mis au point. Des caractérisations ex situ (HRTEM, SIMS, GIXRD...) ont complété les informations obtenues in situ. La formation d'une couche interfaciale de SiOy
Author: Ahoutou Paul Kouakou
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Languages : fr
Pages : 0
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Ce travail de thèse a été consacré à une contribution à l'étude de la synthèse des films minces de CNx et de SiCN par Dépôt Chimique en Phase Vapeur Assisté par Plasma Micro-onde (MPACVD) et par Dépôt Physique en phase Vapeur (PVD) assisté par pulvérisation magnétron réactive. Cette étude motivée par la prédiction de l'existence d'un matériau qui pourrait avoir des propriétés proches de celles du diamant, en l'occurrence la phase ß-C3N4, a pour objectif principal d'étudier les mécanismes de croissance de ces films minces afin d'optimiser leur synthèse. Le travail a été subdivisé en 5 chapitres. Un état de l'art réalisé sur les matériaux de type CNx et SICN et sur leurs techniques de synthèse nous a permis de montrer les intérêts pour ce type de films minces et leurs applications potentielles. Une étude in-situ du plasma micro-onde dans le mélange gazeux N2/CH4 a systématiquement été réalisée en régime continu, en fonction des paramètres expérimentaux, à savoir la puissance micro-onde, la pression, le débit total, le pourcentage de gaz, par Spectroscopie Optique d'Emission (OES). Des films ont été réalisés en fonction de ces paramètres expérimentaux. Cette étude nous a permis de montrer que le taux de méthane devrait être inférieur ou égal à 4 % pour éviter la formation de billes de carbone à la surface des films obtenus. Les observations par microscopie électronique à balayage et en transmission montrent que les films sont constitués de nanocristallites de taille comprise entre 20 et 70 nm. Une étude structurale réalisée à partir de la diffraction des rayons X, couplée à la diffraction électronique a permis de montrer qu'ils sont probablement constitués d'un mélange de phases de ß-C3N4, de c-C3N4 et de c-SiCN. Nous avons ensuite étudié la décharge micro-onde en régime pulsé en fonction des paramètres du pulse à savoir, le rapport cyclique, la fréquence et la durée de la post-décharge. Nous avons observé une gravure du film beaucoup plus importante au-delà d'une fréquence de 700 Hz. Dans le quatrième chapitre, nous avons cherché, à comprendre les mécanismes de croissance et à définir l'origine et le rôle du silicium lors des dépôts. Cette étude nous a permis de comprendre clairement que le silicium observé dans les films réalisés sur les substrats contenant du silicium provient de la gravure de ce dernier par des espèces du plasma. Le silicium sert de catalyseur au dépôt et favorise l'incorporation de l'azote dans les films. Il permet également de stabiliser les phases de C3N4. Enfin, une étude de dépôt de films minces amorphes de SiCN en PVD avec une cible de carbone et une cible de silicium sous azote a été réalisée. Contrairement aux cibles métalliques, la cible de carbone se pulvérise beaucoup plus facilement lorsqu'elle est nitrurée. La vitesse de dépôt des films de SiCN augmente avec la proportion d'azote contenue dans le mélange gazeux sans polarisation du substrat alors qu'elle diminue très rapidement lorsque le substrat est polarisé du fait de la re-pulvérisation du film en croissance sous l'effet du bombardement ionique. La polarisation du substrat favorise la formation de liaisons fortes de types C=N observée par spectroscopie InfraRouge à Transformé de Fourier (FTIR). Les tests d'adhésion réalisés par nanoscratch pour des films déposés sur des sous-couches différentes ont permis de montrer que la sous-couche de SiNx est la plus appropriée pour obtenir une meilleure adhésion des films de SiCN sur le substrat de WC-Co.
Author: Hassan Hamze
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Languages : fr
Pages : 0
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L'objectif de cette thèse est de développer et étudier des dépôts d'oxydes métalliques minces à base de Silicium et d'Etain par un plasma froid à pression atmosphérique, afin de conférer des propriétés spécifiques à des substrats en verre et afin de trouver des alternatives écologiques à certains procédés actuellement utilisés par les verriers. Cette recherche se divise en trois parties: la première partie consiste à déposer à partir d'Hexaméthyldisilane et d'Hexaméthyldisiloxane des couches minces de SiO2/SiOxCy sur du verre sodocalcique afin d'améliorer sa résistance à la rupture. La seconde partie consiste à déposer une couche mince de SnO2 sur du verre fluorosilicate à partir de Tetrabutylétain et d'Oxyde de Tributylétain pour trouver une alternative écologique au dépôt à chaud actuellement utilisé. Enfin, ces dépôts à base de silicium et d'étain seront utilisés dans la troisième partie afin de lutter contre le phénomène de sudation de surface des verres fluorosilicates. En parallèle, les propriétés physicochimiques de ces couches minces seront caractérisées avec des technologies avancées afin de les optimiser.
Author: RACHIDA.. SAOUDI
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Languages : fr
Pages : 144
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DES FILMS MINCES (20-150 A) DE SIO#2, DE SI#3N#4 ET D'OXYNITRURES DE SILICIUM SIO#XN#Y ONT ETE ETUDIES PAR TROIS TECHNIQUES COMPLEMENTAIRES: LA SPECTROSCOPIE DE PHOTOELECTRONS, XPS, LA MICROSCOPIE ELECTRONIQUE EN TRANSMISSION A HAUTE RESOLUTION, TEM, ET L'ELLIPSOMETRIE SPECTROSCOPIQUE. LES PRINCIPALES INFORMATIONS RECHERCHEES DANS LE CAS DES OXYDES CONCERNENT L'EVOLUTION DE LA STRUCTURE MICROSCOPIQUE DE L'INTERFACE SIO#2/SI(100) EN FONCTION DES CONDITIONS DE PREPARATION DES OXYDES ET LA DETERMINATION DE L'EPAISSEUR ABSOLUE DES FILMS MINCES DE SIO#2 PAR LES TROIS TECHNIQUES (XPS, TEM, ELLIPSOMETRIE). LES OXYDES DE SILICIUM DE QUALITE ELECTRONIQUE ONT ETE PREPARES PAR OXYDATION THERMIQUE ET ANODIQUE. ILS SONT COMPARES A DES OXYDES PREPARES PAR LES TECHNIQUES DE L'ULTRAVIDE. LES OXYDES DE QUALITE ELECTRONIQUE PRESENTENT TOUS UNE INTERFACE STRUCTURALEMENT ABRUPTE AVEC UNE RUGOSITE DE L'ORDRE DE UN PLAN ATOMIQUE. D'AUTRE PART, LES OXYDES AYANT DES INTERFACES PLANES OU RUGUEUSES ONT TOUS UNE ZONE DE TRANSITION CHIMIQUE VUE PAR XPS QUI EST DE L'ORDRE DE 2 MONOCOUCHES. LES OXYNITRURES DE SILICIUM ONT ETE PREPARES PAR NITRURATION THERMIQUE ASSISTEE PAR PLASMA OU RECUIT RAPIDE DE FILMS DE SIO#2 DANS NH#3. DES ATTAQUES CHIMIQUES ONT PERMIS DE DETERMINER LES PROFILS DE REPARTITION EN PROFONDEUR DE L'AZOTE DANS LES COUCHES. L'ALLURE DES PROFILS ET L'ORDRE LOCAL EVALUES PAR XPS SONT CORRELES AUX PROCEDES DE NITRURATION. LES MECANISMES DE NITRURATION SONT DISCUTES DANS LE CAS DES FILMS MINCES ET DES FILMS EPAIS
Author: Paul Lecouvreur
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Languages : fr
Pages : 206
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Book Description
L’objectif de cette thèse est d’étudier et de développer une nouvelle méthode de dépôt de couche mince assistée par plasma à Pression Atmosphérique (PA) pour des applications photovoltaïques. Aujourd’hui le dépôt de la couche antireflet est réalisé sous vide. L’innovation qui consiste à réaliser à PA l’étape de dépôt de SiNx:Hy sur cellule silicium répond à une problématique de réduction des coûts de fabrication des cellules photovoltaïques. Des conditions permettant d’obtenir une décharge homogène en Ar/NH3/SiH4 sur un substrat silicium à 500°C ont été trouvées. Le plasma est généré par une décharge contrôlée par barrière diélectrique dont le courant est limité par l’ajout d’une résistance en série. La vitesse de dépôt dépend fortement de la quantité des gaz précurseurs et de l’amplitude de la tension appliquée. La valeur maximale atteinte est de 40 nm.min-1. Le rapport NH3/SiH4 permet en priorité de contrôler l’indice de réfraction de 1,7 à 3,2. Les autres paramètres d’entrée ont une influence moindre sur l’indice de réfraction.La comparaison des propriétés optiques et physico chimiques de couches de même indice optique réalisées à basse pression et à PA montre que les couches PA sont plus absorbantes. Cette absorption est expliquée par la présence de nanopores liés aux passages successifs dans les zones plasmas et par un gradient de chimie du plasma en fonction du temps de résidence du gaz. Des solutions pour y remédier sont proposées. La comparaison des propriétés des cellules a montré une passivation de volume adéquate et une passivation de surface qui se dégrade trop fortement après recuit. Un rendement de 13.5% a été obtenu sur cellules silicium multicristallin
