Caractérisation de couches minces d'oxynitrures de chrome produites par pulvérisation cathodique réactive en présence d'air : influence de la vapeurd'eau contenue dans du plasma / Influence of the water vapor concentration into the reactive plasma during the deposition of chromium oxynitrides layers on steel.

Le but de ce travail est d'étudier l'effet de la vapeur d'eau contenue dans le plasma sur la composition et la vitesse de dépôt des couches minces d'oxynitrures de chrome déposées par pulvérisation cathodique magnétron réactive avec l'air contenant différentes teneurs en vapeur d'eau (humidité relative). Les techniques d'analyses par faisceau d'ions énergétiques : RBS et réactions nucléaires nous ont permis de déterminer les concentrations relatives des éléments déposés. Les profils d'hydrogène et d'azote ont été déterminés par RNRA et Tof- SIMS. La liaison chimique a été identifiée par LEEIXS et XPS. Les mesures XPS ont dévoilé la présence d'une phase autre que Cr, CrN, Cr2O3 et CrO2 ; cette nouvelle phase possède une stoechiométrie (CrO2)3-N. La teneur en Cr et ses composés varie en fonction du flux et de l'humidité relative de l'air. En mode métallique de la pulvérisation cathodique, la stoechiométrie Cr2O3 est majoritaire en coexistence avec de faibles teneurs et CrN, CrO2 et (CrO2)3-N alors qu'en mode composé, c'est la stoechiométrie CrO2 qui prédomine./ The aim of this work is to study the stoichiometry of chromium oxynitride thin films deposited by reactive magnetron sputtering in presence of air with various relative humidities. Ion Beam Analysis methods: RBS (Rutherford Backscattering Spectroscopy) and resonant nuclear reaction (RNRA) were used to determine the thickness and the composition of the films. Hydrogen and nitrogen profiles were obtained by RNRA and Tof-SIMS. The chemical bonds were investigated by XPS and LEEIXS. The chromium metallic and chromium compounds concentrations were measured versus the flow and relative humidity of the air. During sputtering in metallic mode, Cr2O3 stoichiometry is observed with low contents of CrN, CrO2 and (CrO2)3-N whereas in compound mode the CrO2 stoichiometry predominates.