Distributions energetiques resolues angulairement des particules emise lors d'un processus de pulverisation par faisceau d'ions

Angular-resolved energy distributions of particles emitted during a process of sputtering by ion beam

• Auteur / Autrice : Pierre Audureau
• Direction : Christian Schwebel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Les travaux rapportes dans le present memoire portent sur la comprehension des phenomenes physiques mis en jeu lors de l'interaction ion/solide. L'objectif principal est, au travers de l'analyse energetique resolue angulairement de l'emission ionique secondaire, de caracteriser les divers types de particules ionisees et de determiner les mecanismes correspondants. Dans cette optique, nous avons aussi cherche a comparer les lois d'emission des particules neutres pulverisees (atomes cibles) et des atomes de gaz rare reemis avec les lois d'emission de ces ions secondaires. L'etude menee sur les ions secondaires met en evidence, dans le cas d'ions xenon xe#+ de 10kev bombardant a 45 une cible de silicium amorphe, l'existence de deux populations ioniques: la plus importante possede une energie la plus probable autour de 8ev et est emise dans une direction preferentielle #p normale a la cible ; elle est issue d'un processus classique de cascades lineaires de collisions et est constituee majoritairement d'ions monocharges si#+ ; l'autre population est attribuee a des ions rapides - energie la plus probable autour de 220ev - emis selon une direction preferentielle proche de la direction de reflexion speculaire du faisceau primaire (#p autour de 55). L'influence des principaux parametres de l'interaction (energie et angle d'incidence, type d'ions primaires et materiau cible) sur l'emission ionique secondaire, indique que la population d'ions rapides est attribuable a un mecanisme collisionnel violent de surface associe avec un processus d'ionisation. Dans le cas des resultats obtenus sur les particules neutres pulverisees - atomes cibles - a partir des codes de simulation trim. Sp et tridyn v4. 0, on observe l'existence de neutres energetiques dont les caracteristiques confirment l'existence d'un mecanisme collisionnel violent de surface. A l'issue de cette etude, les resultats obtenus permettent d'attribuer la population d'ions secondaires energetiques aux ions multicharges si#2#+. Sur le plan des applications de l'interaction ion-surface a l'elaboration de couches minces, ces travaux confirment, pour exploiter au mieux les potentialites de la methode, l'interet d'utiliser des ions d'energie inferieure a 5kev ainsi que les zones d'irradiation minimale.