8.2-Détermination de la structure.
En métallurgie des poudres ou des monocristaux, on a
coutume d'analyser la structure des matériaux par le biais de la
diffraction des rayons X traversant ledit matériau. Avec les films, eu
égard a leur faible épaisseur, cette technique manque de
sensibilité, de plus la présence d'un substrat conduit
généralement a des interférences complémentaires du
type orientation préférentielle des grains, macro et micro
contraintes liées au processus de préparation.
II faudra donc prendre des précautions
particulières si on veut a 1'aide des RX obtenir des informations utiles
sur la structure (ainsi un substrat monocristallin typique d'une application
sur semiconducteurs, induit des angles de diffraction spécifiques qui se
superposent et dépassent en intensité le signal couche mince).
La solution dans ce cas consiste à orienter le substrat
par rapport au faisceau de telle sorte que la condition de Bragg ne puisse
être satisfaite pour le substrat, ce qui en général n'aura
pas d'incidence sur le film qui est le plus souvent polycristallin. II
n'empêche que si le film est trop mince (<200nm) on aura du mal
à voir quelque chose.
8.3-Morphologie d'une couche mince
Le microscope a balayage (MEB) peut être utilise pour
1'étude analytique des surfaces sous fort grossissement. Par rapport au
microscope optique il présente 1'avantage essentiel d'une
résolution accrue et d'une profondeur de champ importante, mais en plus
le bombardement d'une surface par des électrons peut induire tout un
ensemble de phénomènes exploitables pour 1'analyse.
8.4-Analyses des contraintes
La direction d'une contrainte dans un film peut être
déterminée parfois par simple examen à 1'oeil nu dans le
cas d'un substrat mince reconverti sur une seule face. Si la cote recouverte
est concave, la couche est en tension, elle est comprimée dans le cas
inverse. La mesure du rayon de courbure donne la contrainte :
S = (E/6(l-v) r} (ts 2/tf) relation dans
laquelle :
· E module d'Young du matériau, v coefficient de
Poisson du substrat, ts épaisseur du substrat.
· tf épaisseur du film, r rayon de courbure.
En fait la validité de cette relation nécessite
deux conditions principales : une liaison importante entre le film et le
substrat et pas de déformation plastique a I' interface. Cela signifie
que lors du dépôt, et tout particulièrement au
début, il n'y a pas eu de variation anormale de la température.
On devra donc prendre garde à ce problème thermique lors de la
réalisation [8].
8.5-Adhérences
On vient de signaler 1'importance de 1'adhérence dans
1'évaluation significative des contraintes. II apparait très
difficile de préciser quantitativement les interactions atomiques ou
moléculaires responsables de cette adhérence.
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