Modélisation et caractérisation de dépôt dans un réacteur à plasma RF

Abstract

L’objectif de ce travail est la caractérisation et la modélisation d’un réacteur plasma RF. La modélisation consiste à trouver une relation entre les caractéristiques des dépôts (épaisseur, vitesse de dépôt, indice de réfraction etc..) qu’on peut obtenir par ce type de réacteur et les paramètres d’entrée de ce réacteur (pression, puissance, composition du mélange gazeux etc..). Les modèles résultants peuvent être utilisés dans l’exploitation du réacteur, lors de la phase de conception ou bien dans l’interprétation des phénomènes physiques se produisant dans l’enceinte du réacteur. Pour atteindre cet objectif nous avons utilisé la méthode des plans d’expériences. Le procédé utilisé dans cette étude pour le dépôt de couches minces de DLC est de type PACVD Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition. Nous avons procédé dans notre travail selon deux étapes. Dans la première étape nous avons établi l’intérêt du confinement du champ magnétique dans l’obtention d’une tension d’autopolarisation favorisant le bombardement ionique, ensuite nous avons mis en évidence l’influence des paramètres d’entrée telle que la pression et la puissance sur l’amplitude la tension d’autopolarisation. La deuxième étape a consisté en l’étude de la corrélation entre les paramètres de dépôt (pression, puissance, tension d’autopolarisation, et composition du mélange gazeux) et les propriétés des dépôts (vitesse (ou épaisseur) du dépôt et indice de réfraction). Pour chaque propriété de dépôt, un modèle est établi en utilisant un plan d’expérience adéquat. Le modèle est validé sur deux plans, l’un du point de vue statistique, et l’autre expérimental. L’exploitation du modèle est illustrée à travers les courbes isoréponses qui déterminent les conditions opératoires du réacteur pour des spécifications données des caractéristiques des dépôts.