Contribution à l'analyse par spectroscopie Raman des contraintes résiduelles dans les dépôts de diamant élaborés par MPCVD

Abstract

L’objectif de cette thèse était d’établir des relations entre le procédé, la microstructure et les contraintes résiduelles des couches de diamant élaborées par MPCVD. Nous avons utilisé la spectroscopie Raman, la diffraction des rayons X et l’observation des clichés MEB ou TEM pour caractériser ces processus. En se basant sur la littérature. Nous avons présenté des considérations théoriques sur les tenseurs Raman (règles de sélection) et sur les déplacements de la fréquence du diamant par les contraintes résiduelles. Les coefficients de corrélation (contraintes/déplacement Raman) sont calculés en tenant compte de l’anisotropie des propriétés élastiques du diamant et celles des tenseurs de contraintes. Nous avons présent des mesures in situ par spectroscopie Raman dans un réacteur à plasma CVD. Ainsi, avec de tel diagnostic en temps réel, il est devenu possible de contrôler et maîtriser un processus de croissance. Ces mesures peuvent être reconduites sur d’autres réacteurs et peuvent être étendues à des réacteurs à l’échelle industrielle. L’imagerie Raman en mode confocal est aussi un outil de contrôle de qualité. Car ça permet une haute résolution des spectres Raman et sert à étudier des échantillons à l’échelle micrométrique. Nus avons présenté une analyse détaillée sur la formation des contraintes résiduelles dans les dépôts de diamant. Englobant les contraintes thermiques, la morphologie de la surface et la microstructure. En se basant sur la théorie des plaques minces, une solution adéquate a été discutée et comparée par la méthode des éléments finis MEF.