Propriétés colorimétriques de couches minces d’oxynitrures de titane élaborées par pulvérisation cathodique réactive

Colorimetric properties of titanium oxynitride thin films deposited by dc reactive sputtering

¹ Laboratoire de Microanalyse des Surfaces (LMS), École Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques (ENSMM), 26 chemin de l’Épitaphe, 25030 Besançon Cedex, France
² Institut FEMTO-ST, UMR CNRS 6174, Département LCEP, 26 chemin de l’Épitaphe, 25030 Besançon Cedex, France

Auteur de correspondance : jm.chappe@ens2m.fr

Reçu : 10 Février 2006
Accepté : 30 Mai 2006

Résumé

Des couches minces d’oxynitrures de titane ont été déposées par pulvérisation cathodique réactive à l’aide d’une cible de titane, d’argon comme gaz neutre et d’azote comme gaz réactif. Deux méthodes ont été employées pour l’apport d’oxygène comme autre gaz réactif dans le procédé : l’utilisation de vapeur d’eau et le contrôle par débit pulsé d’oxygène. L’étude de la variation des couleurs, dans l’espace CIEL*a*b*, des dépôts élaborés sur substrat de verre a été menée pour les deux méthodes d’élaboration. Il est apparu un comportement similaire de la luminosité pour les deux séries de dépôts. En effet, celle-ci reste constante pour les faibles quantités d’oxygène dans les couches puis augmente plus ou moins brusquement jusqu’à atteindre une valeur seuil de 85 environ pour les couches de type oxyde. Les couples de coordonnées (a*, b*) suivent une tendance continue seulement dans le cas des couches réalisées par pulses d’oxygène. Ces propriétés colorimétriques seront comparées à la composition chimique et à la structure cristallographique des films.

Abstract

Titanium oxynitride thin films were deposited by d.c. reactive sputtering with a titanium target, argon as inert gas and nitrogen as reactive gas. Two techniques were applied to feed oxygen as reactive gas in the process: the use of water vapour and the control by pulsed flow rate of oxygen. The study of the variation of colours in the CIEL*a*b* colour space of the coatings prepared on glass substrates was performed for both techniques. A similar behaviour of the brightness appeared for both sets of coatings. Indeed it remains constant for the weak oxygen contents in the coatings and increases more or less abruptly to reach a plateau around 85 for the oxide coatings. The (a*, b*) values exhibit a continuous behaviour only in the case of the pulsing oxygen technique. These colorimetric properties will be compared to the chemical composition and the crystallographic structure of the films.