Synthese de nitrure de bore cubique sous irradiation ionique : caracterisation structurale et mecanismes de base

Synthesis of cubic boron nitride under ionic bombardment: structural characterisation and fondamental mechanisms

• Auteur / Autrice : GILLES SENE
• Direction : Daniel Bouchier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

La technique d'evaporation assistee par faisceau d'ions (ibad) est tout a fait adaptee a la synthese sous vide de films de nitrure de bore cubique (bn-c): elle permet de regler independamment les flux des especes evaporees ou ioniques, l'energie des ions, la temperature de depot et l'angle d'incidence. Apres l'etude de l'influence de ces parametres et optimisation, il a ete possible de deposer des films compose presqu'exclusivement de phase cubique. La caracterisation physicochimique des films obtenus a ete faite a partir des analyses suivantes: rbs, nra, spectrometrie infrarouge, spectrometrie auger, spectrometrie de pertes d'energie (eels) en reflexion et en transmission, microscopie electronique en transmission, diffraction electronique. Des mesures de contrainte par interferometrie ont egalement ete effectuees. Le facteur limitant de ce type de depot reste la contrainte importante induite par le bombardement ionique. L'adherence de ces films tres mauvaise sur silicium a ete amelioree d'une part, en deposant les films sur des couches tampons de bore et d'autre part, en effectuant des recuits post depot en atmosphere inerte a 800c. L'analyse in situ de la structure des films a montre l'existence d'un gradient de phase entre la surface de type hexagonal et le volume des films de type cubique. Les films sont composes de cristallites desorientes d'environ 20 nm de diametre. Les resultats obtenus ont ete discutes au moyen de simulations realisees par le code tridyn et compares aux modeles de croissance proposes dans la litterature. Il ressort que la croissance de la phase cubique se fait sous la surface soit par des phenomenes collisionnels soit grace aux conditions themodynamiques resultant du bombardement ionique. Mais il a ete impossible de decrire le phenomene principal, la synthese decoulant vraisemblablement d'une synergie entre tous ces phenomenes