Caracterisation par microscopie a effet tunnel et microscopie de force atomique a l'air du silicium(000) implante : effet des dopants et du taux de dopage sur le relief et la conductivite de surface

Scanning tunneling microscopy and atomic force microscopy characterisation in air of implanted (001) silicon: influence of doping agents and doping rate on surface profile and conductivity

• Auteur / Autrice : ANNICK KERRIEN, Christiane Bonnelle
• Direction : Claude Sébenne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Ce travail est consacre a l'etude du silicium implante par microscopie a effet tunnel et microscopie de force atomique a l'air. Avant caracterisation, la surface du silicium est desoxydee avec une solution d'acide fluorhydrique choisie en fonction du substrat, pour ne pas alterer la surface. Nous nous sommes principalement interesses au fort dopage p. La surface est passivee par l'hydrogene apres le traitement chimique. La reoxydation est tres lente et les mesures en microscopie a effet tunnel et microscopie de force atomique n'evoluent pas pendant deux heures de sejour a l'air. En raison de la tres grande resolution spatiale de ces microscopes, nous avons pu mettre en evidence des defauts de surface dus a l'emergence de dislocations en surface. Nous nous sommes ensuite interesses a l'etude des jonctions pn du silicium. Des echantillons de type p ou n ont ete implantes preferentiellement avec de l'arsenic ou du bore. La microscopie a effet tunnel et la microscopie de force atomique permettent de localiser les zones dopees en raison de la difference de conductivite avec le substrat et des deformations de reseau dues a l'implantation ionique. En effet, les implantations d'arsenic et de bore provoquent une augmentation de volume du reseau de silicium mesurable en surface. Cet accroissement du reseau depend de la quantite d'ions implantes