Etude de films minces de nitrure de silicium deposes a basse temperature par plasma multipolaire micro-onde. Application aux structures si/si#3n#4 et inp/si#3n#4

Study of silicon nitride thin film deposited at low temperature by multipolar microwave plasma. Application to si/si#3n#4 and inp/si#3n#4 structures

• Auteur / Autrice : STEPHANE SITBON
• Direction : Bernard Agius
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

Les films minces dielectriques deposes a basse temperature presentent actuellement et presenteront dans le futur de multiples applications pour repondre aux nouvelles specifications de l'industrie de la micro-electronique et de l'opto-electronique. Nous presentons dans ce memoire, l'etude et l'optimisation du depot de films minces de nitrure de silicium deposes dans un type de reacteur a plasma micro-onde: le reacteur a resonance cyclotronique repartie (rcer). De nombreux moyens de caracterisation ont ete employes, pour maitriser le depot, tels que la spectroscopie d'emission optique pour l'analyse du plasma, l'ellipsometrie spectroscopique et a annulation pour determiner l'epaisseur et l'indice des films, la spectroscopie d'absorption infra-rouge pour elucider la nature des liaisons chimiques. La composition atomique des films a ete determinee par microanalyse nucleaire et par spectroscopie d'electrons d'auger. La premiere partie de ce travail concerne l'evolution des proprietes physico-chimiques des films de nitrure de silicium rcer realises a partir du melange gazeux de silane et d'azote, en fonction de la composition de la phase gazeuse (n#2/sih#4) et de la puissance micro-onde. Une phase gazeuse fortement diluee en silane et une puissance micro-onde elevee permettent d'elaborer des films denses, legerement sur-stoechiometriques en azote. Dans la deuxieme partie pour confirmer notre point de fonctionnement, nous presentons un ensemble de mesures electriques realisees sur des structures mis (al/sin/si et al/sin/inp). Les valeurs du champ critique et de la densite d'etats d'interface, deduites des caracteristiques respectivement i(v) et c(v) sont les plus elevees dans le cas de l'inp. Toutefois, le mecanisme de conduction dominant est celui de frenkel-poole, quelle que soit la nature du substrat, la valeur de la resistivite etant de 10#1#6 ohm. Cm