Realisation d'un ellipsometre infrarouge pour l'etude in situ des proprietes vibrationnelles de couches minces semiconductrices

Realization of an infrared ellipsometer for in situ study of the vibrational properties of thin film semiconductors

• Auteur / Autrice : NADINE BLAYO
• Direction : Bernard Drévillon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1991
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Un ellipsometre spectroscopique infra-rouge a ete realise pour la caracteristion des proprietes vibrationnelles de molecules au niveau d'une monocouche. L'optimisation du montage, en particulier grace a l'implantation d'une source ir tres intense (arc a plasma) a permis d'en accroitre la sensibilite de plus d'un ordre de grandeur, tandis qu'un nouveau systeme optique constitue de miroirs paraboliques en a reduit l'encombrement. Adapte a un reacteur de depot par decharge plasma rf, il a permis d'identifier et de suivre les proprietes vibrationnelles de couches minces semiconductrices, telles que silicium amorphe hydrogene (a-si:h), silicium carbone (asic:h) ou microcristallin qui sont utilisees dans des composants electroniques en grande surface. La nature des liaisons chimiques qui se forment a ete identifiee a differents niveaux: le volume du materiau se trouve constitue majoritairement de liaisons sih, tandis qu'une couche mince de surface s'avere riche en hydrogene sous les formes sih#2 et sih#3, provenant d'une interaction entre plasma et depot en formation; cette surcouche joue un role de passivation vis-a-vis de l'oxydation. Son ablation systematique par interaction avec un plasma de gravure peut modifier la structure du materiau aboutissant a une croissance microcristalline. Une interaction chimique a l'interface entre le depot et son substrat de verre a pu etre mise en evidence. Ces resultats illustrent la sensibilite de la methode pour detecter in situ des signaux d'absorption par une monocouche