Caracterisations structurale, mecanique et electrique de couches minces de tungstene deposees par pulverisation cathodique sur polyimide

• Auteur / Autrice : JEROME LIGOT
• Direction : Stéphane Benayoun, Jean-Jacques Hantzpergue
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Paris, ENSAM

Résumé

Dans le cadre de la technologie des composites metal-polymere, cette etude porte sur l'elaboration et la caracterisation des couches minces de tungstene deposees sur polyimide par pulverisation cathodique en configuration triode et releve a la fois du genie des procedes et de la science des materiaux. Les parametres d'elaboration etudies sont la pression d'argon, p, dans le plasma (0,2 a 1,2 pa), l'energie d'incidence, e i, des ions ar + sur la cible (550 a 1150 ev) et l'epaisseur des couches metalliques (200 a 600 nm). Afin de definir les interactions entre procede et croissance de la couche mince, les processus de pulverisation de la cible, ainsi que de transport et de condensation des atomes pulverises sont evalues, et plus particulierement en terme d'energie mise en jeu. La determination de la composition chimique et des structures cristallographiques et micrographiques des couches, par rbs, xps et diffraction de rayons x, met en evidence une diminution de la concentration d'argon et une augmentation sensible de la proportion volumique de phase w, lorsque p augmente et e i diminue. A partir des mesures de resistivite electrique, plusieurs modeles sont proposes, afin d'evaluer les principales contributions responsables de l'accroissement de resistivite. L'etude du comportement mecanique des composites au test de rayure permet de caracteriser la resistance a la fissuration des couches de tungstene. Les contraintes globales au sein de ces couches sont toujours de compression et augmentent de 1 a 2 gpa lorsque e i croit de 550 a 1150 ev. Enfin, une synthese entre la structure des couches de tungstene et leurs proprietes electriques et mecaniques est proposee, prenant en compte les processus de nucleation et croissance, dependant eux-memes des parametres d'elaboration.