ETUDE DU PROCEDE DE DEPOT DE COUCHES MINCES D'OXYDE DE SILICIUM EN PLASMA HELICON O#2/TEOS PDF Download
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Author: FREDERIC.. NICOLAZO
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Languages : fr
Pages : 247
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CE MEMOIRE PRESENTE L'ETUDE DU PROCEDE D'ELABORATION DE COUCHES MINCES D'OXYDE DE SILICIUM DEPOSEES A TEMPERATURE AMBIANTE EN PLASMA DE MELANGE OXYGENE/TETRAETHOXYSILANE (TEOS), DANS UN REACTEUR RADIOFREQUENCE HAUTE DENSITE, BASSE PRESSION DE TYPE HELICON. CE REACTEUR FONCTIONNE EN COUPLAGE INDUCTIF POUR LES PUISSANCES SUPERIEURES A 300 WATTS, AVEC DE FORTES DENSITES ELECTRONIQUES ET DE FAIBLES POTENTIELS. L'ETUDE DES PLASMAS D'OXYGENE PAR SPECTROMETRIE DE MASSE ET SONDE DE LANGMUIR A PERMIS DE DETERMINER L'ION MAJORITAIRE ET LES CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES DU PLASMA. IL EST MONTRE QUE L'ACTINOMETRIE PEU ETRE UTILISEE POUR MESURER LA DENSITE D'ATOMES D'OXYGENE. ON OBTIENT DES TAUX DE DISSOCIATION DE LA MOLECULE INFERIEURS A 10%. ON EN DEDUIT UN COEFFICIENT DE RECOMBINAISON DES ATOMES D'OXYGENE SUR LES PAROIS EN ACIER DE L'ORDRE DE 0,1. LA CONNAISSANCE DE LA DENSITE DU PLASMA ET DE LA CONCENTRATION DES ATOMES D'OXYGENE EN FONCTION DE LA PUISSANCE, DE LA PRESSION ET DE LA POSITION DANS LE REACTEUR A PERMIS DE DETERMINER LES FLUX DE PARTICULES ET DE DEFINIR DES CONDITIONS FAVORABLES AU DEPOT. L'INTRODUCTION DU TEOS DANS LES PLASMAS D'OXYGENE PROVOQUE UNE DIMINUTION DE LA DENSITE ET DE LA TEMPERATURE ELECTRONIQUE. LES SPECTRES D'EMISSION OPTIQUE SONT SOIGNEUSEMENT INDEXES. LES VARIATIONS DES INTENSITES D'EMISSIONS DES ESPECES DETECTEES SONT CORRELEES A LA MODIFICATION DE LA COMPOSITION DE LA COUCHE MINCE OBTENUE. LES FILMS DEPOSES SUR SILICIUM SONT CARACTERISES PAR ABSORPTION INFRAROUGE, ELLIPSOMETRIE SPECTROSCOPIQUE ET GRAVURE CHIMIQUE LIQUIDE (P-ETCH). LES OXYDES DE SILICIUM OBTENUS DANS LES MELANGES O2/TEOS SONT DE BONNE QUALITE POUR DES TAUX DE TEOS INFERIEURS A 0,1, LORSQUE LA CINETIQUE EST LIMITEE PAR LE FLUX DE PRECURSEUR SUR LA SURFACE. POUR LES TAUX PLUS ELEVES, LA VITESSE DE DEPOT SATURE ET LES ELEMENTS CARBONES SONT OBSERVES DANS LES COUCHES.
Author: FREDERIC.. NICOLAZO
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Pages : 247
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CE MEMOIRE PRESENTE L'ETUDE DU PROCEDE D'ELABORATION DE COUCHES MINCES D'OXYDE DE SILICIUM DEPOSEES A TEMPERATURE AMBIANTE EN PLASMA DE MELANGE OXYGENE/TETRAETHOXYSILANE (TEOS), DANS UN REACTEUR RADIOFREQUENCE HAUTE DENSITE, BASSE PRESSION DE TYPE HELICON. CE REACTEUR FONCTIONNE EN COUPLAGE INDUCTIF POUR LES PUISSANCES SUPERIEURES A 300 WATTS, AVEC DE FORTES DENSITES ELECTRONIQUES ET DE FAIBLES POTENTIELS. L'ETUDE DES PLASMAS D'OXYGENE PAR SPECTROMETRIE DE MASSE ET SONDE DE LANGMUIR A PERMIS DE DETERMINER L'ION MAJORITAIRE ET LES CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES DU PLASMA. IL EST MONTRE QUE L'ACTINOMETRIE PEU ETRE UTILISEE POUR MESURER LA DENSITE D'ATOMES D'OXYGENE. ON OBTIENT DES TAUX DE DISSOCIATION DE LA MOLECULE INFERIEURS A 10%. ON EN DEDUIT UN COEFFICIENT DE RECOMBINAISON DES ATOMES D'OXYGENE SUR LES PAROIS EN ACIER DE L'ORDRE DE 0,1. LA CONNAISSANCE DE LA DENSITE DU PLASMA ET DE LA CONCENTRATION DES ATOMES D'OXYGENE EN FONCTION DE LA PUISSANCE, DE LA PRESSION ET DE LA POSITION DANS LE REACTEUR A PERMIS DE DETERMINER LES FLUX DE PARTICULES ET DE DEFINIR DES CONDITIONS FAVORABLES AU DEPOT. L'INTRODUCTION DU TEOS DANS LES PLASMAS D'OXYGENE PROVOQUE UNE DIMINUTION DE LA DENSITE ET DE LA TEMPERATURE ELECTRONIQUE. LES SPECTRES D'EMISSION OPTIQUE SONT SOIGNEUSEMENT INDEXES. LES VARIATIONS DES INTENSITES D'EMISSIONS DES ESPECES DETECTEES SONT CORRELEES A LA MODIFICATION DE LA COMPOSITION DE LA COUCHE MINCE OBTENUE. LES FILMS DEPOSES SUR SILICIUM SONT CARACTERISES PAR ABSORPTION INFRAROUGE, ELLIPSOMETRIE SPECTROSCOPIQUE ET GRAVURE CHIMIQUE LIQUIDE (P-ETCH). LES OXYDES DE SILICIUM OBTENUS DANS LES MELANGES O2/TEOS SONT DE BONNE QUALITE POUR DES TAUX DE TEOS INFERIEURS A 0,1, LORSQUE LA CINETIQUE EST LIMITEE PAR LE FLUX DE PRECURSEUR SUR LA SURFACE. POUR LES TAUX PLUS ELEVES, LA VITESSE DE DEPOT SATURE ET LES ELEMENTS CARBONES SONT OBSERVES DANS LES COUCHES.
Author: Marjorie Goujon
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Languages : fr
Pages : 164
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Les travaux présentés dans ce mémoire concernent l'étude d'un procédé de dépôt chimique en phase vapeur assisté par un plasma froid radiofréquence (RF) dans un mélange oxygène-hexaméthyldisiloxane (HMDSO) à basse pression, destiné à l'élaboration de couches minces d'oxyde de silicium sur des substrats métalliques. Un modèle fluide est tout d'abord développé pour décrire le comportement de la décharge au cours d'une période RF, et en particulier l'évolution du champ électrique et des densités des espèces chargées. Grâce à ce modèle, l'importance relative du bombardement ionique des électrodes et du phénomène de "wave-riding" pour la production d'électrons est mise en évidence et permet de définir des conditions de fonctionnement qui tendent à minimiser le bombardement des électrodes. Dans une seconde partie, la mise en œuvre de moyens de caractérisation tels que la spectroscopie d'émission optique et la spectroscopie d'absorption infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) permet d'estimer le taux de dissociation du monomère organosilicié et d'obtenir des renseignements sur les mécanismes de dissociation du précurseur organique. Des analyses FTIR des films déposés sont couplées aux analyses de la phase gazeuse et permettent d'établir des corrélations entre la nature des films déposés et la composition chimique du plasma. Ces résultats sont complétés par l'établissement d'un modèle décrivant la cinétique chimique des neutres du plasma 02/HMDSO, à partir duquel l'évolution, dans l'espace interélectrodes, de la concentration de différentes espèces moléculaires est calculée, afin de prédire l'enrichissement en carbone des films déposés.
Author: CHRISTIAN.. BOURREAU
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Pages : 135
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CE MEMOIRE A POUR SUJET L'ELABORATION DE COUCHES MINCES D'OXYDE DE SILICIUM PAR PLASMA DE COMPOSES ORGANOSILICIES (HMDSO ET TEOS). L'ETUDE DE L'INFLUENCE DES PARAMETRES DU REACTEUR DE DEPOT SUR LA VITESSE DE CROISSANCE DES COUCHES MINCES A MONTRE L'IMPORTANCE DE LA TEMPERATURE DU SUBSTRAT. QUEL QUE SOIT LE PRECURSEUR GAZEUX UTILISE, CETTE VITESSE DECROIT SENSIBLEMENT AVEC LA TEMPERATURE. DIFFERENTES TECHNIQUES D'ANALYSE ONT PERMIS DE TESTER LA QUALITE DES FILMS OBTENUS: MESURE DE L'INDICE OPTIQUE ET DE LA VITESSE D'ATTAQUE PAR HF, CARACTERISATION ELECTRIQUE A L'AIDE DE STRUCTURES MOS. L'ANALYSE CHIMIQUE, EFFECTUEE ESSENTIELLEMENT PAR SPECTROSCOPIE INFRAROUGE, MONTRE QUE LES FILMS POSSEDANT DES PROPRIETES PHYSIQUES INTERESSANTES ONT UNE STRUCTURE TRES PROCHE DE LA SILICE STCHIOMETRIQUE. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX PRECEDENTS ONT PERMIS DE DEGAGER LES CARACTERISTIQUES DU MODE DE CROISSANCE. L'ETUDE DE COUCHES REALISEES, A TITRE COMPARATIF, A PARTIR DU SILANE, A CONDUIT A DES RESULTATS TRES DIFFERENTS. EN UTILISANT LE SILANE, LA FORMATION DU FILM EST PRINCIPALEMENT CONTROLEE PAR DES REACTIONS INITIEES DANS LE PLASMA. POUR LES COMPOSES ORGANOMETALLIQUES, LA CROISSANCE EST CONTROLEE PAR DES REACTIONS SE DEROULANT A LA SURFACE DU SUBSTRAT. DANS CE CAS LES PHENOMENES D'ADSORPTION ET DE DESORPTION JOUENT UN ROLE PRIMORDIAL. UN MECANISME REACTIONNEL COMPLET A ETE PROPOSE POUR LES DEPOTS REALISES A PARTIR DE HMDSO. L'ETUDE DES RECOUVREMENTS DE MARCHE A PERMIS D'ETABLIR UNE CORRELATION ETROITE ENTRE LE MODE DE CROISSANCE ET LA CONFORMITE DU DEPOT. LE RECOUVREMENT DE MARCHES PAR LES FILMS REALISES A PARTIR DU SILANE EST CARACTERISTIQUE D'UNE CROISSANCE ISOTROPE, ET DONC DE TRES MAUVAISE QUALITE. UNE AMELIORATION TRES NETTE DE CE RECOUVREMENT, CONTROLE PAR LES PHENOMENES D'ADSORPTION ET DE DESORPTION, EST OBSERVEE POUR LES DEPOTS OBTENUS A PARTIR DES COMPOSES ORGANOSILICIES
Author: Christophe Vallée (microélectronicien).)
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DES COUCHES MINCES SONT DEPOSEES A TEMPERATURE AMBIANTE SUR DES SUBSTRATS DE SILICIUM A PARTIR D'UN PLASMA DE MELANGE O#2/ORGANOSILICIE DANS UN REACTEUR RADIOFREQUENCE HELICON FONCTIONNANT A BASSE PRESSION. LORSQUE LE MELANGE EST RICHE EN OXYGENE, LES FILMS OBTENUS SONT INORGANIQUES ET DE TYPE SIO#2. CES COUCHES SONT DURES ET TRANSPARENTES DANS LE DOMAINE DU VISIBLE. A PARTIR DE MELANGES RICHES EN ORGANOSILICIE, LES FILMS OBTENUS SONT ORGANIQUES, DE TYPE SIO#XC#YH#Z. DES ANALYSES IN SITU SIMULTANEES, DU FILM, PAR ELLIPSOMETRIE SPECTROSCOPIQUE, ET DU PLASMA, PAR SPECTROSCOPIE D'EMISSION OPTIQUE, SONT MISES EN UVRE DURANT LE DEPOT. CECI PERMET DE MIEUX COMPRENDRE LES MECANISMES GOUVERNANT LA CROISSANCE DES FILMS ET D'OBTENIR DES OUTILS DE CONTROLE IN SITU DE LA QUALITE DES COUCHES. AINSI, NOUS AVONS MONTRE L'EXISTENCE D'UNE CORRELATION ENTRE L'EMISSION DE CH* DANS LE PLASMA ET L'INCORPORATION DE CARBONE DANS LES COUCHES. LES PROPRIETES ET LES COMPOSITIONS DES FILMS SONT OBTENUES PAR DES ANALYSES EX SITU TELLES QUE LA SPECTROSCOPIE INFRAROUGE EN TRANSMISSION (FTIR), LA SPECTROSCOPIE DE PHOTOELECTRONS X (XPS), LA REFLECTIVITE SOUS FAISCEAU DE RAYONS X RASANTS, DES CARACTERISATIONS ELECTRIQUES DE TYPE C(V) POUR CETTE ETUDE NOUS AVONS UTILISE DEUX ORGANOSILICIES : LE TETRAETHOXYSILANE (TEOS) ET L'HEXAMETHYLDISILOXANE (HMDSO). L'ETUDE COMPARATIVE DES DIFFERENTS FILMS ORGANIQUES AINSI ELABORES MET EN EVIDENCE UNE TRES FORTE ANALOGIE ENTRE LA STRUCTURE DU FILM ET CELLE DU MONOMERE PRECURSEUR. NOUS AVONS AUSSI MONTRE QUE CERTAINS OXYDES ETAIENT POREUX ET SE MODIFIAIENT AU CONTACT DE L'AIR. EN EFFET, L'UTILISATION DE L'ELLIPSOMETRIE PERMET DE VISUALISER, EN TEMPS REEL, L'INCORPORATION D'EAU DANS CES FILMS. NOUS AVONS AUSSI ETUDIE LA NATURE DES INTERACTIONS ENTRE LES ATOMES D'OXYGENE ET LA SURFACE DU FILM EN COURS D'ELABORATION, AINSI QUE L'EFFET D'UN BOMBARDEMENT IONIQUE (PAR POLARISATION DU SUBSTRAT), SUR LA QUALITE ET LA VITESSE DE CROISSANCE DES COUCHES
Author: Christophe Vallée
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Pages : 247
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DES COUCHES MINCES SONT DEPOSEES A TEMPERATURE AMBIANTE SUR DES SUBSTRATS DE SILICIUM A PARTIR D'UN PLASMA DE MELANGE O#2/ORGANOSILICIE DANS UN REACTEUR RADIOFREQUENCE HELICON FONCTIONNANT A BASSE PRESSION. LORSQUE LE MELANGE EST RICHE EN OXYGENE, LES FILMS OBTENUS SONT INORGANIQUES ET DE TYPE SIO#2. CES COUCHES SONT DURES ET TRANSPARENTES DANS LE DOMAINE DU VISIBLE. A PARTIR DE MELANGES RICHES EN ORGANOSILICIE, LES FILMS OBTENUS SONT ORGANIQUES, DE TYPE SIO#XC#YH#Z. DES ANALYSES IN SITU SIMULTANEES, DU FILM, PAR ELLIPSOMETRIE SPECTROSCOPIQUE, ET DU PLASMA, PAR SPECTROSCOPIE D'EMISSION OPTIQUE, SONT MISES EN UVRE DURANT LE DEPOT. CECI PERMET DE MIEUX COMPRENDRE LES MECANISMES GOUVERNANT LA CROISSANCE DES FILMS ET D'OBTENIR DES OUTILS DE CONTROLE IN SITU DE LA QUALITE DES COUCHES. AINSI, NOUS AVONS MONTRE L'EXISTENCE D'UNE CORRELATION ENTRE L'EMISSION DE CH* DANS LE PLASMA ET L'INCORPORATION DE CARBONE DANS LES COUCHES. LES PROPRIETES ET LES COMPOSITIONS DES FILMS SONT OBTENUES PAR DES ANALYSES EX SITU TELLES QUE LA SPECTROSCOPIE INFRAROUGE EN TRANSMISSION (FTIR), LA SPECTROSCOPIE DE PHOTOELECTRONS X (XPS), LA REFLECTIVITE SOUS FAISCEAU DE RAYONS X RASANTS, DES CARACTERISATIONS ELECTRIQUES DE TYPE C(V) POUR CETTE ETUDE NOUS AVONS UTILISE DEUX ORGANOSILICIES : LE TETRAETHOXYSILANE (TEOS) ET L'HEXAMETHYLDISILOXANE (HMDSO). L'ETUDE COMPARATIVE DES DIFFERENTS FILMS ORGANIQUES AINSI ELABORES MET EN EVIDENCE UNE TRES FORTE ANALOGIE ENTRE LA STRUCTURE DU FILM ET CELLE DU MONOMERE PRECURSEUR. NOUS AVONS AUSSI MONTRE QUE CERTAINS OXYDES ETAIENT POREUX ET SE MODIFIAIENT AU CONTACT DE L'AIR. EN EFFET, L'UTILISATION DE L'ELLIPSOMETRIE PERMET DE VISUALISER, EN TEMPS REEL, L'INCORPORATION D'EAU DANS CES FILMS. NOUS AVONS AUSSI ETUDIE LA NATURE DES INTERACTIONS ENTRE LES ATOMES D'OXYGENE ET LA SURFACE DU FILM EN COURS D'ELABORATION, AINSI QUE L'EFFET D'UN BOMBARDEMENT IONIQUE (PAR POLARISATION DU SUBSTRAT), SUR LA QUALITE ET LA VITESSE DE CROISSANCE DES COUCHES.
Author: DIDIER.. GOGHERO
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Languages : fr
Pages : 166
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CE TRAVAIL EST CONSACRE AU DEPOT BASSE TEMPERATURE DE COUCHES D'OXYDE DE SILICIUM SUR DES SUBSTRATS DE SILICIUM ET D'ALLIAGES SILICIUM-GERMANIUM DANS UN REACTEUR HELICON (13,56 MHZ). DES COUCHES DE SIO 2, PROCHES DE LA SILICE THERMIQUE, SONT OBTENUES EN UTILISANT UN TRES FAIBLE POURCENTAGE DE TETRAETHOXYSILANE (TEOS). UNE ANALYSE DU PLASMA A ETE EFFECTUEE PAR SPECTROSCOPIE D'EMISSION OPTIQUE ET SONDE DE LANGMUIR POUR ETUDIER LES PERTURBATIONS EVENTUELLES DE LA POLARISATION RADIOFREQUENCE DU SUBSTRAT ET DE LA PRESSION SUR LA DECHARGE. L'ELLIPSOMETRIE SPECTROSCOPIQUE UV-VISIBLE, LA SPECTROSCOPIE INFRAROUGE EN TRANSMISSION ET L'ANALYSE XPS ONT ETE UTILISES POUR L'ETUDE STRUCTURALE DES COUCHES DE SIO 2. NOUS AVONS DISTINGUE, POUR CETTE ETUDE, LE PROCEDE D'OXYDATION DE CELUI DE DEPOT PLASMA ET NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE QU'IL PEUR EXISTER UN LIEN ENTRE CES DEUX PHENOMENES LORS DE LA CROISSANCE DE L'OXYDE SUR UN ALLIAGE SILICIUM-GERMANIUM. NOUS AVONS EGALEMENT OPTIMISE NOS CONDITIONS DE DEPOT EN VUE D'OBTENIR UNE INTERFACE OXYDE/SUBSTRAT DE BONNE QUALITE ELECTRIQUE ET POUR CONSTITUER UNE SOLUTION POSSIBLE AU PROBLEME DE L'OXYDATION DIRECTE DE SIGE. ENFIN, NOUS NOUS ATTACHES A ETABLIR UNE CORRELATION ENTRE LES RESULTATS D'ANALYSE STRUCTURALE ET ELECTRIQUE.
Author: Karim Makaoui
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Languages : fr
Pages : 211
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Cette thèse est dédiée à l’étude de couches minces de TiO2 déposées par des procédés plasmas à basse pression et basse température. Hormis, leurs propriétés semi-conductrices intéressantes pour leur utilisation en tant que collecteur d’électrons, le dioxyde de titane possède un indice de réfraction et une constante diélectrique élevés, qui le rende attractif pour des dispositifs électriques ou d’optique intégrée. Les propriétés des couches minces de TiO2 dépendent fortement du procédé de dépôt utilisé. Dans le cadre de cette thèse, trois procédés plasma sont étudiés et comparés. La structure et la composition des couches minces déposées sont étudiées par DRX, XPS, EDX, leur morphologie par MEB et leurs propriétés optiques par ellipsométrie. Le dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD) en mélange O2/TIPT (Tetra Isopropoxyde de Titane) riche en oxygène à basse température (T
Author: NADIA.. BENISSAD
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Languages : fr
Pages : 196
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CETTE THESE A POUR BUT D'ETUDIER LE PROCEDE DE DEPOT, DANS UN REACTEUR PLASMA DE COUCHES MINCES D'OXYDES DES SILICIUM. LA SOURCE EST UNE DECHARGE MICRO-ONDES ENTRETENUE PAR UNE ONDE DE SURFACE A 2,45 GHZ. LE SUBSTRAT EST PLACE EN PROCHE POST-DECHARGE ET N'EST DONC PAS EXPOSE A UNE TEMPERATURE ELEVEE. LES GAZ UTILISES SONT L'ARGON, L'OXYGENE ET UN ORGANOSILICIE, L'HEXAMETHYLDISILOXANE HMDSO : O(SI(CH 3) 3) 2. CETTE ETUDE A ETE CONSACREE AUSSI BIEN A LA CARACTERISATION DE LA PHASE GAZEUSE, PAR SPECTROSCOPIE D'EMISSION OPTIQUE ET SPECTROMETRIE DE MASSE, QU'A L'ANALYSE DES COUCHES MINCES PAR SPECTROSCOPIE INFRA-ROUGE A TRANSFORMEE DE FOURIER, ELLIPSOMETRIE SPECTROSCOPIQUE UV-VISIBLE ET GRAVURE CHIMIQUE. LA DILUTION DU MONOMERE HMDSO DANS LE MELANGE GAZEUX INITIAL INFLUE CONSIDERABLEMENT SUR LES ESPECES PRESENTES DANS LA PHASE GAZEUSE ET DONC SUR LA NATURE DU MATERIAU DEPOSE. A FORTE DILUTION DE L'ORGANOSILICIE DANS L'OXYGENE, LE HMDSO EST FRAGMENTE ET OXYDE ET ON OBTIENT DES COUCHES MINCES DE TYPE SIO 2. MAIS LORSQUE L'OXYGENE EST DILUE DANS LE MONOMERE, LA DISSOCIATION DE CE DERNIER N'EST PAS SUFFISANTE ET ON DEPOSE ALORS DES FILMS A CARACTERE ORGANIQUE SIO XC YH Z. DES CORRELATIONS ENTRE LA PRESENCE DES ESPECES EXCITEES OH ET CH DANS LE PLASMA ET L'INCORPORATION RESPECTIVEMENT DE SILANOL ET D'HYDROCARBURES DANS LES COUCHES MINCES ONT PU ETRE ETABLIES. NOUS AVONS ETUDIE L'INFLUENCE DE LA PUISSANCE MICRO-ONDES ET DE LA PRESSION SUR LA COMPOSITION DE LA PHASE GAZEUSE ET LES FILMS ELABORES. CELA A PERMIS DE FAIRE APPARAITRE DES PARAMETRES DE FONCTIONNEMENT DU REACTEUR : NOUS AVONS CONSTATE L'EXISTENCE D'UNE PRESSION MAXIMALE AU DESSUS DE LAQUELLE DES POUDRES SE FORMENT DANS LE GAZ ET LES PROPRIETES DE CES FILMS SONT ALTEREES. DE MANIERE GENERALE, LES COUCHES MINCES SE SONT REVELEES POREUSES. MAIS, GRACE A LA POLARISATION RADIO-FREQUENCE (13,56 MHZ) DU PORTE-SUBSTRAT, IL A ETE POSSIBLE D'ELABORER DES FILMS PLUS DENSES ET CE A DES VITESSES PLUS RAPIDES (300 NM/MIN).
Author: Kamal Baba
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Languages : fr
Pages : 24
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Ce travail de thèse a pour but la mise au point et l’optimisation d’un nouveau procédé de dépôt de couches minces d’oxyde de zinc pour des applications photovoltaïques. Le principe de ce procédé, nommé « Spray Plasma », consiste à injecter un aérosol de microgouttelettes d’une solution aqueuse de nitrate ou chlorure de zinc dans un réacteur plasma basse pression. Sous l’effet de l’évaporation rapide et la réactivité du plasma d’argon/oxygène, le précurseur de zinc est transformé en couches minces d’oxyde sur la surface du substrat à température contrôlée. La transformation chimique fait intervenir des radicaux d’oxygène, de OH, des électrons, et des espèces excitées d’argon ou d’oxygène. La caractérisation expérimentale de la décharge par spectroscopie d’émission et par sonde de Langmuir nous a permis de déterminer les paramètres plasma tels que la température électronique (2-4 eV), la température du gaz (400 K), la densité des ions ainsi que l’évolution des espèces réactives du plasma. Parallèlement, ont été développés un modèle hydrodynamique pour calculer l’évolution de la taille et de la température des gouttelettes dans le réacteur d’une part, et un modèle cinétique en volume pour calculer l’évolution des paramètres du plasma d’autre part. La caractérisation des films par différentes techniques (DRX et MEB) nous a montré l’obtention de films nanostructurés avec des vitesses de dépôt de l’ordre de 90 nm/min. Le contrôle des paramètres de dépôt tels que la température du substrat, la concentration en précurseur et la fraction d’oxygène, permet de contrôler l’orientation cristalline, l’épaisseur, la rugosité et la taille des grains des films. Nous avons étudié le rôle de chaque paramètre sur la croissance des films et leurs propriétés structurales, optiques et électriques et corrélé ces résultats avec les caractéristiques du plasma.
Author: ROXANA.. ETEMADI
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Languages : fr
Pages : 266
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Book Description
CETTE ETUDE VISE A UNE MEILLEURE COMPREHENSION DES DECHARGES MICROONDE (CREEES PAR ONDES DE SURFACE) ET RADIOFREQUENCE, UTILISEES POUR LES DEPOTS A BASSE TEMPERATURE DE COUCHES MINCES DIELECTRIQUES. ELLE PERMET DE VALIDER LE CONCEPT DE REACTEUR A DOUBLE PLASMA POUR LES DEPOTS D'OXYDES ET DE NITRURES DE SILICIUM. ELLE COMPORTE DEUX ASPECTS DIFFERENTS FAISANT APPEL A LA PHYSICO-CHIMIE DES PLASMAS ET A LA SCIENCE DES MATERIAUX. UNE PREMIERE PARTIE EST CONSACREE A L'ETUDE DES PLASMAS (MICROONDE ET/OU RADIOFREQUENCE) D'AR, D'O#2, D'AR-O#2 ET D'AR-HE-O#2 A DEUX POSITIONS DIFFERENTES DE LA DECHARGE. L'INTERFEROMETRIE MICROONDE ET LA SPECTROSCOPIE D'EMISSION OPTIQUE (TECHNIQUES D'AUTOABSORPTION ET D'ACTINOMETRIE) SONT UTILISEES POUR DETERMINER RESPECTIVEMENT LA DENSITE ELECTRONIQUE, LA DENSITE DES METASTABLES D'ARGON ET LA DENSITE D'OXYGENES ATOMIQUES. UNE DEUXIEME PARTIE EST CONSACREE D'UNE PART A L'ETUDE DES CONDITIONS DE DEPOT, D'AUTRE PART A L'ANALYSE DES PROPRIETES OPTIQUES, CHIMIQUES ET STRUCTURELLES DES FILMS DEPOSES. NOUS AVONS ETUDIE L'INFLUENCE DE DIFFERENTS PARAMETRES COMME LA TEMPERATURE DE DEPOT, LA PUISSANCE MICROONDE, LES DIFFERENTS DEBITS DE GAZ OU LES DIFFERENTES DILUTIONS, AINSI QUE LES EFFETS DE COUPLAGE DES DEUX PLASMAS. LES COUCHES MINCES DEPOSEES ONT ETE ANALYSEES PAR ELLIPSOMETRIE UV-VISIBLE IN SITU, TRANSMISSION INFRAROUGE, MESURES NUCLEAIRES (ERDA, RBS), EDX ET ABSORPTION DANS L'UV LOINTAIN. NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE LE ROLE DU BOMBARDEMENT IONIQUE ET LE FAIT QU'IL EST POSSIBLE DE REDUIRE LA QUANTITE D'HYDROGENE (SOUS FORME DE GROUPEMENT O-H) CONTENU DANS LES FILMS EN LES EXPOSANT A UNE ILLUMINATION UV
