Caractérisation des éléments : carbone, azote, oxygène et métal réfractaire dans des dépôts binaires et ternaires à base de silicium par méthodes d'analyse utilisant les faisceaux d'ions

Ion beam profiling of carbon, nitrogen, oxygen and metal included in binary and ternary silicon based compond layers used in microelectronics

• Auteur / Autrice : Rabia Somatri-Bouamrane
• Direction : Noëlle Chevarier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Chimie analytique
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Noëlle Chevarier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Silicium -- Substrats

Épitaxie

Dépôt en phase vapeur

Couches minces

Bombardement ionique

Résumé

Les depots de films minces obtenus principalement a partir d'une phase gazeuse sont utilises dans de nombreux domaines: semi-conducteurs, ceramiques, revetements divers. Dans le secteur de la micro-electronique ou le silicium demeure le materiau de base, il importe de realiser des dispositifs constitues d'heterostructures sous forme de films minces et d'ameliorer les interconnexions des circuits integres par le biais de depots de couches minces protectrices. Ce travail est consacre au developpement de methodes d'analyse par faisceaux d'ions (spectroscopie par diffusion elastique non coulombienne, spectroscopie par reaction nucleaire) permettant de caracteriser ces depots et d'optimiser leur elaboration. Nous nous sommes interesses a la determination des sections efficaces #1#2c(,), #1#4n(,), #1#6o(,) et #2#8i(,) et ainsi qu'a celle de la reaction #1#4n(,p) dans une gamme d'energie de 2 mev a 7 mev. L'exploitation de la reaction #1#4n(,p) a permis le dosage selectif de l'azote grace a la mise au point d'un systeme d'identification entre les particules alpha diffusees et les protons emis. Grace a ces resultats nous avons pu caracteriser les depots de sic obtenus par cvd reactive, en vue d'une croissance epitaxiale de sic, et etudier l'interface entre le carbure de silicium et le substrat de silicium (100). La confrontation des donnees obtenues par analyse par faisceaux d'ions, spectroscopie infrarouge et microscopie electronique a permis une modelisation de la croissance de cette couche tampon. Par ailleurs des depots de systemes ternaires me-si-n (me = re, w, ti, ta) obtenus par cvd a basse pression ont ete realises dans le but d'obtenir une barriere de diffusion pour le metal d'interconnexion (cuivre) dans les circuits integres. La determination de la stoechiometrie des systemes me-si-n a permis de situer ces composes ternaires selon leur stabilite dans leurs digrammes de phases respectifs. L'evolution de la teneur en azote des composes w-si-n a permis l'etude de leur stabilite en fonction des conditions de recuit