Effets de masques en implantation ionique dans les semiconducteurs. Simulations et comparaisons avec des observations en M. E. T

Mask edge effects for ion implantation in semiconductors. Simulations and comparison with t. E. M observations

• Auteur / Autrice : Mouhamadou Mansour Faye
• Direction : Jacques Beauvillain
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des solides
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Surfaces

Semiconducteurs à l'arséniure de gallium

Ions -- Implantation

Semiconducteurs -- Dopage

Silicium -- Substrats

Microscopie électronique en transmission

Résumé

Le but de cette etude est d'etendre aux cibles non-planes, c'est-a-dire partiellement masquees, les differents modeles decrivant habituellement le resultat d'un bombardement ionique dans les cibles planes. Dans la premiere partie de ce travail, nous rappelons puis developpons les outils et le formalisme mathematiques qui permettent de decrire les distributions caracteristiques d'une implantation ionique (impuretes, defauts. . . ) dans des cibles planes. Nous presentons une methode originale de calcul des distributions spatiales des densites de probabilite de presence des ions apres arret dans une cible quelconque. Par suite, nous generons les distributions spatiales des divers defauts crees par l'impact d'un ion. Apres avoir rappele et ameliore les differents modeles decrivant les interactions masque/faisceau, nous proposons une methode originale de calcul des distributions spatiales des impuretes et des defauts sous un masque d'implantation de geometrie et de composition quelconques. La seconde partie de travail est consacree a la presentation des resultats experimentaux que nous avons obtenus par microscopie electronique en transmission concernant les defauts induits par un bombardement ionique sur des cibles semi-conductrices recouvertes d'un masque. Afin de tester la validite des modeles presentes dans la premiere partie, nous utilisons des images montrant l'extension de couches amorphes generees par bombardement ionique a fortes doses dans le silicium. Deux applications de type micro/nano-electronique sont ensuite envisagees avec succes. Nos simulations permettent d'expliquer les anomalies de position des boucles de dislocations generees par le recuit d'une couche amorphe de si au voisinage des bords d'un masque. Nous montrons finalement qu'il est possible de simuler et de realiser des murs cristallins de petite taille (<50 nm) dans l'arseniure de gallium. Nos simulations font entrevoir la possibilite de realiser des fils quantiques par mixage ionique localise