Etude de la dissociaton de o#2 dans les decharges d'oxygene. Application a la realisation de sources d'atomes

Study of the dissociative processes in o#2 discharges. Development of an atomic oxygen beam source

• Auteur / Autrice : DANIEL PAGNON
• Direction : Michel Touzeau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Ce travail debute par l'etude de la dissociation dans une decharge luminescente d'oxygene a basse pression (0,1-5 torr, 1-80 ma). La cinetique des atomes d'oxygene a ete etablie a partir de la mesure des concentrations atomiques par spectroscopie d'absorption vuv et par actinometrie. Les coefficients de reaction pour l'excitation dissociative ou pour l'excitation directe de l'atome ont ete calcules a partir de sections efficaces publiees et d'une fonction de distribution en energie des electrons calculee. Nous avons montre que l'excitation dissociative est negligeable devant l'excitation directe pour un taux de dissociation inferieur a 2,5%. Nous avons montre que le taux de dissociation maximum de 20% obtenu etait limite par l'augmentation de la recombinaison atome-atome liee a l'echauffement de la paroi. Grace a ces resultats, une source continue d'atomes d'oxygene a ensuite ete realisee, ses parametres de fonctionnement optimises et l'etude de son implantation sur un bati mbe effectuee. La distribution spatiale de la densite d'atomes a ete mesuree dans le jet effusif par fluorescence induite a deux photons (lif) et par ionisation resonnante a trois photons (rmpi). Ces mesures laser ont permis d'observer l'existence d'une emission stimulee et d'evaluer son coefficient. Un modele de l'effusion des atomes a ete elabore qui permet de predire le flux d'atomes atteignant l'echantillon a traiter. Cette source a deja ete utilisee avec succes en milieu industriel pour oxyder in-situ des films de cuivre, de supraconducteurs, ou de substrats destines a la microelectronique rapide. La methode employee pour ce travail, ainsi que les diagnostics mis au point peuvent etre utilises dans d'autres types de plasmas, ou pour l'etude de la dissociation d'autres gaz moleculaires, afin de realiser des sources d'atomes pour le traitement de materiaux sur de plus grandes surfaces