Etude des oxynitrures de silicium en couches minces déposées par pulvérisation en vue d'applications optiques

Overview & Synopsis

Ce travail repose sur l'étude des couches minces d'oxynitrures de silicium obtenues par pulvérisations radio-fréquence magnétron réactive en vue de réaliser des multicouches optiques de faibles pertes (absorption, diffusion). Tout d'abord, nous avons analysé les variations des propiétés optiques et physicochimiques des couches d'oxynitrures liées aux différents paramètres du bâti de dépôt : les pressionspartielles des gaz, la puissance RF, la nature de la cible et des gaz. Ainsi, lorsque l'on décrit toute la gamme des oxynitrures de l'oxyde au nitrure, nous avons en particulier mis en évidence l'évolution quasi linéaire de l'indice sur un domaine relativement important ainsi que la substitution rigoureuse des atomes d'oxygène par les atomes d'azote : ceci est la preuve d'un mécanisme simple de formation. De plus, grâce à des analyses par spectrophotométrie IR, un modèle de la structure amorphe des oxynitrures a été proposé : (pseudo-binaire oxyde-nitrure) et vérifié par deux méthodes d'approxmation. Enfin, une étude plus particulière de l'absorption (photothermie) et de la diffusion( diffusomètre CASI) a été menée sur les couches et sur les multicouches synthétisés à partir des oxynitrures (Antireflets, Miroirs). Une comparaison avec les performaces des empilements classiques d'oxydes réalisés par pulvérisation par faisceaux d'ions a pu être faite et nous avons ainsi proposé des solutions pour optimiser les deux sources de pertes.