Forme des pics

Après avoir vu ces déplacements liés à une rotation des plans, la forme des pics est étudiée dans le but de corréler le déplacement des pics avec leur forme. On retrace donc les cartographies précédentes avec la forme d’un des pics de diffraction en chaque point de mesure. Parmi les 12 pics, on choisit arbitrairement un pic direct, le 10 6 0 et on obtient les cartographies des figures4.17et4.18en représentation logarithmique pour mettre en valeur la déformation des pics. La première représente la cartographie de l’échantillon avec la passivation dure avant recuit, qui contient le champ de déformation le plus important. Les deux principales zones de déformation vues sur la figure 4.16(a) sont clairement visibles sur le bord de la gravure.

Dans le coin supérieur, le pic est extrêmement déformé : sa largeur à mi-hauteur est augmentée d’un facteur 2 et son intensité maximale chute d’un facteur 6 par rapport à ce même pic proche de l’interface. De plus, sa forme n’est plus ronde mais semble fragmentée tout autour de ce coin. Ces variations dans la forme du pic sont une preuve d’une défor- mation plastique du matériau et l’on voit qu’elle s’étend sur les 1,5 µm autour du flanc de gravure. Ainsi, cette variante de passivation induit une plastification locale de la couche aux alentours du flanc de gravure et impose donc une valeur de déformation suffisante pour dépasser le seuil de la transition plastique dans le HgCdTe, située aux alentours de 5.10−4 [4].

1. Seul subsiste une interrogation au niveau du coin inférieur de gravure de l’échantillon (d), où l’on voit une légère augmentation par rapport à l’échantillon sans recuit.

4.2. Cartographies de déplacement 101

Dans le coin inférieur de gravure, on remarque une rotation et un élargissement du pic, qui expliquent le déplacement en sens opposé, mais on ne voit pas de perte d’intensité ni d’éclatement. La transition dans le domaine plastique n’est ici plus aussi nette que dans le coin supérieur, ce qui est en accord avec des valeurs de déplacement des pics qui sont environ 1,5 fois moins grandes. Au bilan, on voit que les zones de forte rotation sont superposées aux zones plastifiées.

Figure 4.17– Cartographie de la forme du pic 10 6 0 sur l’échantillon passivé avec la variante dure sans recuit, un point est pris tous les 0,5 µm. Le pic encadré correspond à celui utilisé pour la figure

4.19. L’interface substrat / couche est représentée par le trait horizontal.

La figure 4.18montre les cartographies de la forme du même pic 10 6 0 pour les échan- tillons passivés avec la variante douce (a) et sans aucune passivation (b). Si on compare l’effet de la passivation dure (figure 4.17) et de la passivation douce (figure 4.18), on re- marque une déformation des pics très différente pour la passivation douce : seuls les pics le long du flanc semblent être déformés plastiquement, les points voisins à droite, à 0,5 µm, sont eux très peu déformés. De même en profondeur dans la couche où on ne voit au- cune déformation du pic au niveau du coin inférieur de gravure. Il y a donc bien une

Figure 4.18– Cartographie de la forme du pic 10 6 0 sur l’échantillon passivé avec la variante douce sans recuit (a) et non passivé (b), un point est pris tous les 0,5 µm.

déformation plastique après la passivation dans les deux cas mais qui est beaucoup plus importante et étendue suite à la passivation dure. Ceci prouve donc encore une fois le rôle des paramètres de dépôt de la passivation sur la création de contrainte dans la couche.

Sur l’échantillon (b) on ne voit par contre aucune déformation des pics quelque soit le point de mesure considéré, même le point au sommet du coin de gravure se comporte de manière similaire (intensité, forme, pas d’éclatement) à l’ensemble des points de la car- tographie. Là encore, en comparant à la cartographie de la figure 4.15, les résultats sont cohérents et montrent qu’un échantillon sans passivation ne subit ni rotation ni déforma- tion.

On va maintenant s’intéresser à l’effet du recuit. Pour cela, la forme du pic du sommet du coin de gravure est comparée avant et après recuit sur la figure 4.19. Le pic (a) est extrait de la cartographie de la figure 4.17 et représente la forme du pic avant recuit. Le pic (b) correspond lui à l’échantillon après recuit. On voit très clairement l’effet de cette étape sur la forme de ce pic : sa largeur à mi-hauteur est réduite de plus d’un facteur 2, on retrouve une forme ronde et il n’est plus éclaté. Le pic de l’échantillon (b) est caractéristique d’un matériau bien cristallisé. Ainsi, l’étape de recuit a un effet guérisseur sur le matériau étant donné qu’il peut localement recristalliser un échantillon précédemment déformé de façon plastique. Cependant on aperçoit sur l’échantillon (b) une zone très peu intense sur la gauche du pic qui pourrait correspondre à un écho ou une mémoire de la précédente déformation plastique : le recuit permet donc bien une recristallisation mais celle-ci est partielle.

4.2. Cartographies de déplacement 103

voir aucune dislocation. L’épaisseur de la lame élaborée pour l’observation étant de 100 nm, on peut seulement affirmer qu’il y a une densité de dislocations inférieure à 1010cm−2. Ceci renforce une fois de plus la sensibilité de notre méthode de mesure puisque la plastification locale de l’échantillon est clairement visible avec notre technique.

L’analyse conjointe de la rotation des plans cristallins et de la déformation des pics de diffraction montre une très forte corrélation entre les cartographies de déplacement et de la forme des pics. Celles-ci ont révélé les effets des étapes de gravure, passivation et recuit sur le matériau. La gravure n’a en elle-même aucun effet sur une rotation ni déformation mais la création d’une surface libre va permettre à la passivation d’induire une forte rotation et déformation aux alentours de cette gravure. Cette zone de déformation, d’environ 1,5 µm de large, peut être le lieu d’une plastification de la couche de CMT plus ou moins intense et étendue selon les paramètres de dépôt de la passivation. Enfin, suite à l’étape de recuit, la rotation dans cette zone semble plus faible et la déformation plastique guérie localement.

Figure 4.19– Forme du pic 10 6 0 au niveau du sommet du coin de gravure pour des échantillons passivés avec la variante dure avant (a) et après (b) recuit.