Densification de dépôts de zircone yttriée projetés par plasma d'arc Ar-H₂ et N₂-H₂ pour leur utilisation dans l'industrie des semi-conducteurs

Discipline

Matériaux Céramiques et Traitements de Surface

Classification

Technologie (Sciences appliquées),

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

dépôt sous vide, projection plasma, zircone, matériaux poreux et porosité, gaz

Mots-clés

Semiconducteurs -- Effets des plasmas - Thèses et écrits académiques,

Dépôt par laser pulséZircone -- Couches minces,

Projection au plasmaProjection au plasma -- Thèses et écrits académiques,

Quartz - Thèses et écrits académiques,

Argon - Thèses et écrits académiques,

Azote - Thèses et écrits académiques,

Dépôt en phase vapeurDépôt en phase vapeur -- Thèses et écrits académiques

Dans l'industrie des semi-conducteurs, les puces électroniques, au cours de leur processus de fabrication, peuvent être revêtues d'un dépôt CVD et/ou PVD, réalisé dans des enceintes en quartz (bell jar). Après utilisation, ces dernières, recouvertes d'un dépôt « polluant », sont nettoyées dans une solution acide. Dans le but d'augmenter la durée de vie de ces enceintes et d'espacer les nettoyages, la société Edwards les protège d'un dépôt rugueux de zircone yttriée réalisé par projection plasma. Cependant, la porosité du dépôt protecteur entraîne une infiltration de la solution chimique de nettoyage jusqu'au quartz. Non seulement, le dépôt « polluant » est décapé, mais aussi le dépôt protecteur en zircone yttriée. L'objectif de cette thèse est de densifier le dépôt de zircone yttriée afin de le rendre imperméable à la solution chimique, permettant sa réutilisation en ne décapant que le dépôt « polluant ». La rugosité du dépôt doit, toutefois, rester élevée. La densification des dépôts va se faire à partir d'une optimisation des paramètres de projection - débit massique, pourcentage d'hydrogène, distance de tir,… - de la distribution granulométrique de la poudre, de la nature du gaz plasmagène (argon ou azote) et donc de la torche utilisée. Cette optimisation des conditions de tir est effectuée via l'étude des propriétés du plasma, telles que l'enthalpie et les fluctuations de tension aux bornes de la torche, et de leurs influences sur le traitement thermique des particules en vol, la formation des lamelles lors de leur écrasement et la construction des dépôts et leurs propriétés (en particulier leur porosité, rugosité et épaisseur).