Traitement des matériaux par plasma - KAMA9M03

Objectif(s)

Les exemples d'utilisation des plasmas froids dans l'industrie sont nombreux. Aussi, l'objectif de ce cours est double : d'une part faire comprendre ce qu'est un plasma et d'autre part apprendre à utiliser voire à améliorer un procédé plasma industriel. Pour cela, nous définirons les principales notions intervenant en physique des plasmas, puis nous présenterons les différents types de réacteurs utilisés dans l'industrie ou la recherche. Enfin, suite à l'étude de l'interaction plasma/surface, nous donnerons des exemples de procédés assistés par plasma.

Contenu(s)

1 Définition des plasmas
1.1 Principales grandeurs d’un plasma
1.2 Les différents plasmas
1.3 Phénomènes de transport des espèces dans un plasma confiné dans une enceinte
1.4 Rappel sur les sections efficaces de collision
2 Les sources plasmas
2.1 Décharges continues
2.2 Décharges RF capacitives et inductives
2.3 Décharges microondes
3 Exemples d’applications
3.1 Plasmas pour la dépollution
3.2 Ecrans plats
3.3 Stérilisation plasma
3.4 Traitement de polymères
3.5 Traitement de textiles
4 Interaction Plasma/surface
4.1 Mécanismes réactionnels
4.2 Procédés de dépôt 1 : PVD – application au revêtement (intervention d’un industriel)
4.3 Procédés de dépôt 2 : PECVD
4.4 Gravure plasma – application à la microélectronique (intervention d’un industriel)
5 Quelques techniques de caractérisation des plasmas
5.1 La
spectroscopie d’émission optique
5.2 La sonde de Langmuir
5.3 La spectrométrie de masse

RQ: Chaque année 2 à 3 intervenants du monde industriel viennent illustrer ce cours. Exemple 2013/2014 : Un intervenant de l'IFTH pour illustrer le traitement des textiles par plasma (2h) et un intervenant la société STMicroelectronics pour illustrer le choix d'un équipement de gravure plasma 300 mm (3h).

Connaissances en : électrostatique, électromagnétisme, physique et chimie du solide, physique statistique