Contribution à l'étude de la nitruration de l'aluminium et du silicium par plasma d'azote en résonance cyclotronique électronique répartie PDF Download
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Author: Nicolas Duez Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 196
Book Description
Dans ce travail, les potentialites d'utilisation d'un plasma d'azote a la resonance cyclotronique electronique repartie (rcer) pour nitrurer l'aluminium et le silicium ont ete etudiees. La nitruration est une technique d'enrichissement en azote mettant en jeu a la fois une conversion chimique superficielle conduisant a la formation de nitrure, l'implantation d'especes reactives energetiques et une diffusion de l'azote en solution interstitielle. L'aluminium ou les alliages a base d'aluminium sont souvent choisis pour leur legerete et pour leur usinabilite aisee. Toutefois, l'utilisation de ce metal est limitee a cause de ses proprietes tribologiques mediocres. Dans le cadre du durcissement de ce metal, la formation d'une couche superficielle de nitrure apparait comme une bonne alternative. Le silicium est essentiellement employe pour des applications dans le domaine de l'electronique a cause de son caractere semi-conducteur. L'incorporation d'azote dans ce materiau permet entre autre d'en modifier les proprietes electroniques. Cette etude est essentiellement basee sur des analyses realisees par spectroscopie de photoelectrons induits par rayons x (xps). Les resultats sont renforces par des analyses complementaires realisees par microscopie electronique a balayage (meb), spectroscopie infrarouge a transformee de fourier (ftir), tensiometrie et nanoindentation. Les aspects mecanistiques de la nitruration de l'aluminium et du silicium sont abordes en prenant en compte les phenomenes d'implantation et de diffusion. Une estimation des coefficients de diffusion de l'azote et de l'oxygene dans l'aluminium est proposee.
Author: Nicolas Duez Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 196
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Dans ce travail, les potentialites d'utilisation d'un plasma d'azote a la resonance cyclotronique electronique repartie (rcer) pour nitrurer l'aluminium et le silicium ont ete etudiees. La nitruration est une technique d'enrichissement en azote mettant en jeu a la fois une conversion chimique superficielle conduisant a la formation de nitrure, l'implantation d'especes reactives energetiques et une diffusion de l'azote en solution interstitielle. L'aluminium ou les alliages a base d'aluminium sont souvent choisis pour leur legerete et pour leur usinabilite aisee. Toutefois, l'utilisation de ce metal est limitee a cause de ses proprietes tribologiques mediocres. Dans le cadre du durcissement de ce metal, la formation d'une couche superficielle de nitrure apparait comme une bonne alternative. Le silicium est essentiellement employe pour des applications dans le domaine de l'electronique a cause de son caractere semi-conducteur. L'incorporation d'azote dans ce materiau permet entre autre d'en modifier les proprietes electroniques. Cette etude est essentiellement basee sur des analyses realisees par spectroscopie de photoelectrons induits par rayons x (xps). Les resultats sont renforces par des analyses complementaires realisees par microscopie electronique a balayage (meb), spectroscopie infrarouge a transformee de fourier (ftir), tensiometrie et nanoindentation. Les aspects mecanistiques de la nitruration de l'aluminium et du silicium sont abordes en prenant en compte les phenomenes d'implantation et de diffusion. Une estimation des coefficients de diffusion de l'azote et de l'oxygene dans l'aluminium est proposee.
Book Description
Ce travail est consacre a l'etude de l'oxyde de silicium realise par oxydation plasma a basse temperature dans un reacteur a resonance cyclotronique electronique repartie. Nous nous sommes interesses aux cinetiques de croissance en anodisation plasma (tension appliquee au substrat superieure au potentiel plasma) a courant constant qui decrivent bien un modele de diffusion d'ions o#- assistee champ. Mais, nous avons mis en evidence l'existence d'un premier regime, ou la tension reste constante, qui correspondrait a la formation d'une couche conductrice d'epaisseur 10-15 nm due aux photons u.v. Energetiques du plasma d'oxygene. Nous avons caracterisé physiquement nos oxydes plasmas. La methode d'absorption infrarouge s'est revelee tres adaptee a l'etude des couches minces de silice, en tenant compte des effets geometriques, mis en evidence par calcul et experimentalement, provoquant un deplacement fictif du pic du mode principal optique transverse (to) avec l'epaisseur d'oxyde, tandis que la position du pic du mode optique longitudinal (lo) reste invariante. La position des pics des modes lo et to nous permet de determiner l'angle moyen si-o-si et la densite de la silice. Les oxydes plamas montrent une position de ces deux pics tres deplacee par rapport aux oxydes thermiques laissant presager des oxydes denses. La reflectometrie x s'est revelee tres sensible a la rugosite de surface de l'oxyde tandis qu'il est difficile d'obtenir des valeurs precises pour les autres parametres (rugosite d'interface sio#2/si, densite). Les resultats des mesures sur les oxydes anodiques en absorption infrarouge et en reflectometrie x montrent une inhomogeneite en epaisseur. Enfin, des mesures c(v) montrent une caracteristique convenable bien que ces oxydes soient contamines par les metaux constituant le reacteur.
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CE TRAVAIL EST CONSACRE A L'ETUDE DE L'OXYDE DE SILICIUM REALISE PAR OXYDATION PLASMA A BASSE TEMPERATURE DANS UN REACTEUR A RESONANCE CYCLOTRONIQUE ELECTRONIQUE REPARTIE. NOUS NOUS SOMMES INTERESSES AUX CINETIQUES DE CROISSANCE EN ANODISATION PLASMA (TENSION APPLIQUEE AU SUBSTRAT SUPERIEURE AU POTENTIEL PLASMA) A COURANT CONSTANT QUI DECRIVENT BIEN UN MODELE DE DIFFUSION D'IONS O#- ASSISTEE CHAMP. MAIS, NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE L'EXISTENCE D'UN PREMIER REGIME, OU LA TENSION RESTE CONSTANTE, QUI CORRESPONDRAIT A LA FORMATION D'UNE COUCHE CONDUCTRICE D'EPAISSEUR 10-15 NM DUE AUX PHOTONS U.V. ENERGETIQUES DU PLASMA D'OXYGENE. NOUS AVONS CARACTERIS E PHYSIQUEMENT NOS OXYDES PLASMAS. LA METHODE D'ABSORPTION INFRAROUGE S'EST REVELEE TRES ADAPTEE A L'ETUDE DES COUCHES MINCES DE SILICE, EN TENANT COMPTE DES EFFETS GEOMETRIQUES, MIS EN EVIDENCE PAR CALCUL ET EXPERIMENTALEMENT, PROVOQUANT UN DEPLACEMENT FICTIF DU PIC DU MODE PRINCIPAL OPTIQUE TRANSVERSE (TO) AVEC L'EPAISSEUR D'OXYDE, TANDIS QUE LA POSITION DU PIC DU MODE OPTIQUE LONGITUDINAL (LO) RESTE INVARIANTE. LA POSITION DES PICS DES MODES LO ET TO NOUS PERMET DE DETERMINER L'ANGLE MOYEN SI-O-SI ET LA DENSITE DE LA SILICE. LES OXYDES PLAMAS MONTRENT UNE POSITION DE CES DEUX PICS TRES DEPLACEE PAR RAPPORT AUX OXYDES THERMIQUES LAISSANT PRESAGER DES OXYDES DENSES. LA REFLECTOMETRIE X S'EST REVELEE TRES SENSIBLE A LA RUGOSITE DE SURFACE DE L'OXYDE TANDIS QU'IL EST DIFFICILE D'OBTENIR DES VALEURS PRECISES POUR LES AUTRES PARAMETRES (RUGOSITE D'INTERFACE SIO#2/SI, DENSITE). LES RESULTATS DES MESURES SUR LES OXYDES ANODIQUES EN ABSORPTION INFRAROUGE ET EN REFLECTOMETRIE X MONTRENT UNE INHOMOGENEITE EN EPAISSEUR. ENFIN, DES MESURES C(V) MONTRENT UNE CARACTERISTIQUE CONVENABLE BIEN QUE CES OXYDES SOIENT CONTAMINES PAR LES METAUX CONSTITUANT LE REACTEUR
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DESCRIPTION DE L'APPAREILLAGE (GENERATEUR DE PLASMA, ENCEINTE, ALIMENTATION) ET DES PRODUITS OBTENUS (IDENTIFICATION PAR DIFFRACTOMETRIE RX, ABSORPTION IR, OBSERVATION AU MICROSCOPE ELECTRONIQUE A BALAYAGE). ETUDE ET MISE AU POINT DE METHODES DE CALCUL GENERALES DES COMPOSITIONS A L'EQUILIBRE DES SYSTEMES GAZ-PHASES CONDENSEES, AVEC APPLICATION A CES DEUX SYSTEMES DE NITRURE.
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LES NITRURES DE GALLIUM ET D'ALUMINIUM ONT ETE ELABORES PAR EPITAXIE PAR JETS MOLECULAIRES (MBE) SUR DES SUBSTRATS DE SILICIUM. LA PHASE CUBIQUE DE CES NITRURES A ETE OBTENUE SUR LE SI(001). ELLE EST INITIEE PAR UNE CARBURATION DE LA SURFACE DU SILICIUM PRECEDANTE A LA CROISSANCE DES NITRURES: CETTE CARBURATION PERMET DE RECOUVRIR COMPLETEMENT LA SURFACE DES SUBSTRATS PAR DES CRISTALLITES DE SIC CUBIQUE. LA PHASE HEXAGONALE DU GAN ET DE L'AIN A ETE OBSERVEE SUR LE SI(111). POUR LA CROISSANCE DU GAN HEXAGONAL, DES COUCHES TAMPONS D'AIN ONT ETE UTILISEES. LE NITRURE D'ALUMINIUM A ETE CARACTERISE STRUCTURALEMENT (PAR RHEED, DIFFRACTION X ET MICROSCOPIE ELECTRONIQUE). POUR LE NITRURE DE GALLIUM, SEMICONDUCTEUR A GRAND GAP (3.4 EV) QUI CONSTITUAIT LE BUT PRINCIPAL DE NOTRE TRAVAIL, UNE ETUDE STRUCTURALE DETAILLEE AINSI QU'UNE ETUDE OPTIQUE (PAR PHOTOLUMINESCENCE ET CATHODOLUMINESCENCE) ONT ETE REALISEES. L'AZOTE REACTIF POUR LA CROISSANCE DES NITRURES A ETE OBTENU PAR DEUX METHODES DIFFERENTES: PAR LA CREATION D'UN PLASMA D'AZOTE PAR RESONANCE CYCLOTRON-ELECTRONIQUE (ECR-MBE) OU PAR LA DECOMPOSITION DE L'AMMONIAC SUR LA SURFACE DE L'ECHANTILLON (GAS-SOURCE-MBE). POUR TRAVAILLER EN ECR-MBE, UNE SOURCE DE PLASMA A ETE DEVELOPPEE ET CARACTERISEE: ELLE EST CONCUE TELLE QUE LE RAPPORT IONS/ATOMES NEUTRES D'AZOTE SOIT FAIBLE POUR MINIMISER L'ENDOMMAGEMENT EVENTUEL DES NITRURES PAR DES IONS ENERGETIQUES
Author: Ahmed Niazi Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 137
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ETUDE DE L'ELECTRODIFFUSION DANS AL(99,99%) ET DANS LE FERROSILICIUM (3,1%SI) EN CONSIDERANT LES DIFFERENTS ASPECTS DE L'INFLUENCE DU CHAMP ELECTRIQUE SUR LA MASSE METALLIQUE, LA SOUS-STRUCTURE DE POLYGONISATION ET LES JOINTS DE GRAINS. DESCRIPTION DES TECHNIQUES EXPERIMENTALES UTILISEES DONT CERTAINES SONT ORIGINALES. POUR AL: LES SOUS-JOINTS DE LA SOUS-STRUCTURE DE POLYGONISATION SE DEPLACENT EN BLOC VERS LA CATHODE; LES JOINTS QUANT A EUX MIGRENT VERS L'ANODE D'UNE FACON QUI PEUT S'EXPLIQUER PAR LE FAIT QUE LE MOUVEMENT DU JOINT PRODUIT PAR LA PRESSION ISSUE DU COURANT ELECTRIQUE EST FREINE PAR ANCRAGE THERMIQUE. POUR LE FERROSILICIUM: LES SOUS-STRUCTURES DE POLYGONISATION MIGRENT EN BLOC VERS L'ANODE COMME LE RESEAU CRISTALLIN; MISE EN EVIDENCE D'UNE ANISOTROPIE MARQUEE POUR LES PHENOMENES D'ELECTROMIGRATION DES JOINTS DE GRAINS, LA DIRECTION DE LAMINAGE APPARAISSANT COMME LA DIRECTION DE MIGRATION LA PLUS AISEE
Author: Nicolas Duez
Author: Nicolas Duez
Author: Christine Martinet
Author: CHRISTINE.. MARTINET
Author: Erick BOURDIN
Author: 
Author: ULRIKE.. ROSSNER
Author: Alain Grimaud
Author: Gregory Girard
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Author: Ahmed Niazi