Study of the gaseous precursors of carbon thin films from gas phases activated by plasma and thermal techniques.
Étude des précurseurs gazeux de couches minces en carbone déposées à partir de phases gazeuses activées thermiquement et par plasma
Résumé
The study of the chemical species (type, concentration, ...) involved in CVD and CVI processes is important to optimize growth mechanisms and deposits types. In this work, two types of carbon deposits have been studied: i) diamond films formed from a gas phase activated by a microwave plasma and ii) pyrocarbons (smooth laminar and rough laminar) obtained from propane pyrolysis. Analyses of the large number of gaseous species: atoms, radicals, molecules have been performed by the molecular beam - mass spectrometry technique. The results have been used to identify the species involved in the deposition mechanisms. The influence of the main parameters: initial composition (in the PACVD study), total flow-rate and solid or porous substracts effects on the gas phase composition have been considered to identify the diamond films and pyrocarbons precursors.
L'optimisation des procédés CVD et CVI, en vue d'accroître la vitesse de dépôt et d'améliorer leur qualité, nécessite une bonne connaissance de la nature et de la concentration des espèces présentes en phase gazeuse. Deux types de dépôts de carbone ont été considérés au cours de ce travail : les films diamant obtenus à partir de phases gazeuses activées par plasma micro-onde et les pyrocarbones (laminaires lisses et rugueux) issus de la pyrolyse du propane. La spectrométrie de masse avec prélèvement par faisceau moléculaire a été utilisée pour l'analyse des espèces présentes : atomes, radicaux et molécules. L'influence de la composition du mélange réactif (en PACVD), du débit total et de la présence de surfaces solides ou poreuses sur les espèces gazeuses a été particulièrement étudiée pour identifier les précurseurs des films diamant et des pyrocarbones.