Science des Procédés Céramiques et de Traitements de Surface (SPCTS)

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Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
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Torche plasma micro-onde à la pression atmosphérique : application au dépôt de couches minces d’oxyde de silicium

Contacts

Christelle Dublanche-Tixier tixier@ensil.unilim.fr
Elaboration & caractérisation
Cédric Jaoul jaoul@ensil.unilim.fr
Elaboration & diagnostic plasma
Pascal Tristant pascal.tristant@unilim.fr
Responsable


Contexte/objectifs

Les réglementations pour la préservation de l’environnement incitent à la recherche de traitements plus respectueux de l’environnement, parmi ceux-ci figurent en bonne position les traitements plasma. Le plasma peut en particulier être utilisé comme source d’espèces actives pour former un film mince (PECVD) à des températures de substrat modestes.

La PECVD s’utilise généralement à basse pression mais les recherches actuelles tendent à développer des procédés fonctionnant à la pression atmosphérique afin de diminuer les coûts et les temps de process.

Diverses sources plasma fonctionnant à la pression atmosphérique sont à l’étude, parmi celles-ci, l’une fonctionne avec des micro-ondes : c’est la Torche à Injection Axiale, développée au LPGP (Université Paris-Sud, Orsay) et dont nous avons adapté l’environnement pour la réalisation de films d’oxydes, notre laboratoire ayant l’expérience de l’élaboration de films minces d’oxydes (SiOx, AlOx) par PECVD basse pression.

Notre objectif est de développer et maîtriser le procédé de dépôt pour obtenir des films de qualité contrôlée et le rendre viable pour des applications industrielles ultérieures.

 

Plasma d’argon avec la TIA
 
Dépôt sur wafer de SI pour un temps de dépôt de 3 min, sans mouvement du substrat
Plasma d’argon avec la TIA   Dépôt sur wafer de SI pour un temps de dépôt de 3 min, sans mouvement du substrat
Spectre FTIR du dépôt obtenu à partir de HMDSO dans les conditions standards
Spectre FTIR du dépôt obtenu à partir de HMDSO dans les conditions standards


Activités

Notre activité se concentre sur les points suivants :
  • maîtrise du procédé PECVD et diagnostic du plasma
  • modélisation des écoulements gazeux et de la thermique
  • caractérisation de la structure, des propriétés physico-chimiques des films


Equipements spécifiques

  • Dispositif de dépôt par plasma micro-onde d’une Torche à Injection Axiale
  • Spectromètre d’émission optique
  • Logiciel Comsol
  • Profilomètre mécanique
  • FTIR
  • XPS (en collaboration avec Etienne Laborde)


Publications sélectionnées

  1. C. TENDERO, C. TIXIER, P. TRISTANT, J. DESMAISON, P. LEPRINCE
    Atmospheric pressure plasmas : A review
    Spectrochimica Acta - Part B Atomic Spectroscopy, 61, 2006, 2-30

  2. S. S. ASAD, C. DUBLANCHE - TIXIER, O. LEROY, C. JAOUL, P. TRISTANT, C. BOISSE-LAPORTE, P. LEPRINCE
    Open air, atmospheric pressure microwave plasma torch assisted chemical vapour deposition system for thin oxide film deposition, Surface Modification Technologies XXI
    Proceedings, 21th International Conference on Surface Modification Technologies (SMT XXI), Paris, France, 24-26 Sept 2007, Edited by T. S. Sudarshan and M. Jeandin

  3. S.S. ASAD, J.P. LAVOUTE, C. DUBLANCHE-TIXIER, C. JAOUL, C. CHAZELAS, P. TRISTANT, C. BOISSE-LAPORTE
    Deposition of thin SiOx films by direct precursor injection in atmospheric pressure microwave torch (TIA)
    Plasma Processes & Polymers, 6, 2009, S508-S513

Mis à jour le 26 octobre 2009

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