Pulvérisation cathodique assistée par ordinateur - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1992

Pulvérisation cathodique assistée par ordinateur

Résumé

The sputtering technique is one of the most used methods for thin film deposition. This method presents a lot of advantages, but it is delicate to put into operation in the case of thin films of alloys because it is very difficult to control the chemical composition. In order to solve this problem we have designed and realised a triode-multitarget-sputtering device controlled by computer. This equipment is capable of deposing a thin film with a chemical composition defined to better than 0.4%. It allows us to control the chemical composition of a single atomic monolayer. The device consists of four parts : control of plasma, control of the deposition rate, fast sequencing of target polarisation, and calculation as well as analysis and correction of sputtering yield. The deposition rate is obtained by measuring a 16 MHz quartz resonance frequency, thanks to a counting chain connected to the computer. By using a digital vernier device, on the one hand we have increased the reading rate, in order to value and subtract the temperature drift of the quartz, on the other hand we have improved the resolution (10 picogramms per second) which allows us to detect one thousandth of an atomic layer in a counting time of 100 milliseconds. This has been used to perform a dynamic adjustment of the chemical composition during the sputtering process, by controlling the target polarisation with the computer. This equipment has been used for manufacturing bolometric thin films covering a very large temperature range
La pulvérisation cathodique est l'une des méthodes les plus utilisées pour le dépôt de films minces. Elle présente de nombreux avantages, mais elle est délicate à mettre en ?uvre dans le cas de films minces d'alliages parce qu'il est très difficile d'en contrôler la composition chimique. C'est pour tenter de résoudre ce problème que nous avons conçu et réalisé un équipement de pulvérisation cathodique triode à courant continu ultravide multicible séquentiel assistée par ordinateur. Ce dispositif est capable de fabriquer des couches minces dont la composition chimique est définie à mieux que 0,4 %. Il permet de contrôler la composition chimique au niveau d'une monocouche atomique. Il est constitué de quatre sous-ensembles : le contrôle du plasma, le contrôle du taux de dépôt, le calcul du rendement de pulvérisation cathodique, et enfin le séquençage rapide de la polarisation des cibles. Le taux de dépôt est obtenu par une mesure de la fréquence de résonance d'un quartz de 16 MHz, grâce à une chaîne de comptage reliée à un ordinateur. En utilisant un dispositif de vernier digital, nous avons pu d'une part augmenter la vitesse de lecture du quartz, de manière à évaluer sa dérive en température et à s'en affranchir, d'autre part améliorer la résolution (10 picogrammes par seconde), ce qui nous permet de déceler le 1/1000e de couche atomique en un temps de comptage de 100 millisecondes. Il est ainsi possible de réaliser un ajustement dynamique de la composition chimique d'un film mince pendant le processus de pulvérisation. Cet objectif a pu être réalisé grâce au contrôle par un ordinateur de la durée de polarisation des cibles. Ce dispositif a été utilisé pour la fabrication de films minces bolométriques couvrant une très large gamme de température.
Fichier principal
Vignette du fichier
tel-00002739.pdf (1.65 Mo) Télécharger le fichier
Loading...

Dates et versions

tel-00002739 , version 1 (16-04-2003)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00002739 , version 1

Citer

Yan Mei Jiang. Pulvérisation cathodique assistée par ordinateur. Matière Condensée [cond-mat]. Université Paris Sud - Paris XI, 1992. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00002739⟩
437 Consultations
2403 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More