Etude des plasmas micro-ondes pulsés CH4-H2 en vue de l'optimisation de la croissance de films de diamant : Application à la réalisation de dispositifs à ondes acoustiques de surface

• Auteur / Autrice : Tarek Lamara
• Direction : Michel Remy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Plasma, optique, électronique et microsystèmes
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectroscopie Raman

Spectroscopie d'émission

Ondes acoustiques de surface

Fluorescence induite par laser

Diamant -- Couches minces

Plasmas microondes

Résumé

Ce travail concerne l'étude d'un procédé MPACVD dans le mélange H2-CH4 opérant à forte puissance en mode continu et pulsé. Une étude du plasma en phase gazeuse est réalisée, grâce à des techniques de diagnostic telles que : OES, TDP et LIF. Le but est de comprendre les phénomènes de base qui gouvernent la cinétique des espèces réactives responsables du dépôt de diamant. Les films de diamant sont caractérisés par : MEB, AFM et spectroscopie Raman. Des corrélations entre les paramètres du plasma et les propriétés des couches sont établies, à savoir, la qualité chimique et la vitesse du dépôt. Les films de diamant autosupportés ainsi réalisés servaient d'une base du développement des dispositifs SAW d'une structure multicouche ZnO/IDT/Diamant. La vitesse de propagation des ondes acoustiques de surface à l'interface Diamant/ZnO est estimée à partir de la réponse fréquentielle du dispositif. Elle est de l'ordre 9700 m. S-1 qui est parmi vitesses les plus élevées dans ce type de structures.

This work consists of studying H2-CH4 MPACVD process, operating at high power in continuous and pulsed mode. Plasma characterisation is carried out, thanks to diagnostic techniques such as: OES, Double pulses technique and LIF. The aim of this study is to understand the basic phenomena which control the kinetics of the reactive species responsible of diamond growth. Diamond films are characterised by: SEM, AFM and Raman spectroscopy. Correlations between the plasma parameters and the films properties, their chemical quality and the growth rate, are established. The elaborated freestanding diamond films, were useful for development of surface acoustic devices (SAW) devices with multi-layer structure ZnO/IDT/Diamond. The propagation velocity of surface acoustic waves at ZnO/Diamond interface is estimated from the frequency response of the device. It is around 9700 m. S-1 which is among the highest velocities in this type of structures.