Etude de la croissance et des propriétés des couches minces organosiliciées, obtenues dans un plasma multipolaire à résonance cyclotronique électronique répartie

Growth rate and properties of thin organosilicon films obtained by a multipolar distributed electron cyclotron resonance plasma

• Auteur / Autrice : Régis Delsol
• Direction : Yvan Ségui
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux pour l'électronique
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Silicium -- Composés organiques

Surfaces

Couches minces

Plasmas froids

Résumé

Le sujet porte sur l'etude des vitesses de croissance et sur la caracterisation de couches minces organosiliciees, obtenues dans un plasma multipolaire a resonance cyclotronique electronique repartie. Le milieu gazeux est compose de tetraethylorthosilicate et d'oxygene moleculaire. Dans la premiere partie du sujet, les coefficients de dissociation apparents du tetraethylorthosilicate et de l'oxygene moleculaire sont mesures par spectrometrie de masse. Des les faibles puissances (100 watt), le tetraethylorthosilicate est totalement dissocie. En revanche, 50% de l'oxygene atomique reste detectable pour une puissance de 800 watt. Les pressions de travail sont comprises entre 0,05 pa et 0,2 pa. Au-dessous de ces valeurs la decharge ne peut se declencher, au-dessus les collisions empechent l'extension du plasma dans le reacteur. A partir de ces observations et de la mesure des vitesses de croissance pour diverses conditions d'elaboration (pression, puissance, composition du melange gazeux), un modele de croissance est propose. Il suppose une recombinaison des radicaux organosilicies de la phase gazeuse sur les surfaces, et un phenomene de gravure des films par l'oxygene atomique de la decharge. Dans la deuxieme partie du sujet, une polarisation radio-frequence est imposee aux substrats traites. Les couches deposees sont analysees par spectroscopie infra-rouge en transmission et caracterisees par mesures dielectriques. L'effet de synergie entre la gravure chimique par l'oxygene atomique et le bombardement ionique du a la polarisation des substrats, elimine la partie organique des films. Des couches de type siox sont obtenues. Les proprietes dielectriques de ces couches dependent des conditions d'elaboration et de la polarisation des substrats. Pour un plasma contenant 75% d'oxygene moleculaire et 25% de tetraethylorthosilicate et pour une polarisation de -20v, les films obtenus sont proches de la silice thermique (permittivite relative de 4 et pertes dielectriques de 4 10#-#3 a 1 khz)