Elaboration et caractérisation de films minces de WO3 en vue de leur application comme capteurs de gaz

Elaboration and characterization of WO3 thin films for gaz sensor application

• Auteur / Autrice : Céline Lemire
• Direction : Eveline Gillet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science des matériaux
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tungstène

Auger, Effet

Détecteurs de gaz

Capteurs (technologie)

Couches minces métalliques

Résumé

A l'heure actuelle, où le contrôle de la qualité de l'air ambiant est une préoccupation majeure, on assiste à une évolution des méthodes de détection vers des systèmes de mesure miniaturisés où les capteurs à base d'oxydes métalliques et en particulier WO3 présentent un intérêt certain. C'est dans l'objectif d'utiliser les films minces de trioxyde de tungstène comme couche sensible dans les capteurs de gaz que ce travail a été entrepris. La méthode de préparation et le support des films ont donc été étudiés et choisis en vue de leur utilisation technologique dans des systèmes intégrés. Les films déposés au laboratoire par pulvérisation réactive radio-fréquence magnétron ont été caractérisés par différentes techniques d'analyse de surface : AFM, XPS, AES, HEELS, RHEED en considérant l'influence des conditions de préparation sur leurs propriétés physico-chimiques. En particulier, nous avons montré la nécessité de recuire après dépôt les couches d'oxyde à l'air pour stabiliser leur structure. Nous avons également étudié l'influence de proportion d'oxygène introduite pendant le dépôt sur la morphologie des films. . .

Controlling of the ambient air in our environment is a demanding task of the present time. We assist to an evolution of the detection methods to miniaturized devices where the semiconductor metal oxides based sensors like WO3 seem to be the most promising materials. It's in the aim to use tungsten trioxide thin film as sensitive material that this work was done. The conditions of preparation and the substrate were chosen and studied taking into account the technologic application of integrate systems. WO3 thin films prepared in the laboratory by r. F magnetron reactive sputtering were characterized by various surface analysis techniques : AFM, XPS, AES, HEELS, RHEED in order to investigate the influence of the conditions of preparation on their properties. In particular, we have shown the necessity to annealed the oxide films after deposition to stabilize their crystallographic structure and their chemical composition. Simultaneously, we have studied the influence of the O2/Ar ratio during the deposition on the films morphology. We have shown that the grain size increases when the O2 proportion decreases. . .