Dépôt chimique en phase vapeur de carbone amorphe hydrogéné sur des substrats métalliques (TA6V) dans une post-décharge micro-onde assistée par polarisation radio fréquence

Chemical vapor deposition of hydrogenated amorphous carbon on metallic substrates (ta6v), in a microwave afterglow assisted by a radio-frequency bias

• Auteur / Autrice : Christelle Tixier
• Direction : Jean Desmaison
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux céramiques et traitements de surface
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Radiofréquences

Polarisation (électricité)

Carbone -- Composés

Micro-ondes

Dépôt chimique en phase vapeur activé par plasma

Résumé

Des melanges argon/methane et argon-hydrogene/methane ont ete utilises pour deposer du carbone amorphe hydrogene dans une post-decharge micro-onde assistee par une polarisation radiofrequence. Dans un premier temps, une etude parametrique sur des substrats de silicium a permis le choix d'un point de fonctionnement. Les films ont globalement les caracteristiques de ceux obtenus par les techniques les plus courantes (pecvd rf, faisceaux d'ions). Leur densite est de 1,5 et leur teneur en hydrogene de l'ordre de 40 at. %. La vitesse de depot et les proprietes des couches dependent de la tension de polarisation r. F. Et de la composition de la phase gazeuse. Par ailleurs, l'analyse spectroscopique de la post-decharge a permis de correler l'emission de la raie ch et la vitesse de depot. Les films deposes sur l'alliage metallique base titane se sont reveles non-adherents. L'utilisation d'une sous-couche de type oxycarbure de silicium a permis d'ameliorer l'adherence: bien qu'un decollement adhesif soit encore observe lors des essais par scratch-test, le decollement systematique sur le titane a ete supprime et l'adherence sur silicium fortement amelioree. Des mesures de contrainte dans les films et des analyses de l'interface ont permis une meilleure comprehension de l'origine des problemes d'adherence. D'une part, la determination de la contrainte globale n'a pas revele de differences significatives entre les deux types de substrats. D'autre part, des analyses par aes, sims et xps mettent en evidence l'importance de l'oxygene present a l'interface film/substrat tout particulierement dans le cas des substrats metalliques. Enfin, une serie d'essais a montre la necessite d'adapter le pretraitement par plasma avant depot a la nature du substrat. Les valeurs maximales de charge critique obtenues sont alors de 7 et 35 n sur titane et silicium respectivement