Passivation des semi-conducteurs iii-v a base d'inp avec un procede integre incluant un plasma decr d'ammoniac et un depot photochimique de nitrure de silicium

Passivation of iii-v semiconductors based on inp with an integrated process including an ammonia decr plasma and a photochemical silicon nitride encapsulation

• Auteur / Autrice : BRUNO LESCAUT
• Direction : Jean Bretagne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

Ce travail de these a consiste a developper une technique de nettoyage de surface et de protection par encapsulation des materiaux semi-conducteurs appartenant a la famille de inp comme le gainas et l'alinas, destinee a la passivation de composants micro-optoelectroniques sur inp. La technique de passivation employee combine un nettoyage par plasma haute densite a base d'hydrogene dans le but de reduire les oxydes natifs et les contaminations de surface, suivi d'un depot photochimique par un nitrure de silicium pour l'encapsulation de la surface traitee afin de stabiliser ses proprietes chimiques et electriques. La technique plasma mise en oeuvre est celle appelee plasma multipolaire micro-onde distribue fonctionnant a la resonance cyclotronique electronique, qui permet de confiner les particules energetiques loin des substrats et de limiter ainsi les degradations de surfaces qu'elles pourraient engendrer. Des caracterisations in-situ des plasmas ont permis d'identifier les mecanismes de production des especes intervenant dans les reactions avec les surfaces des semi-conducteurs iii-v. Des caracterisations ex-situ de la surface traitee ont conduit a choisir l'ammoniac comme gaz reducteur au lieu de l'hydrogene. Une optimisation des parametres du plasma d'ammoniac a permis de mettre au point une procedure de passivation de la surface du gainas. Un depot de nitrure de silicium induit par un rayonnement ultra-violet permet d'encapsuler la surface traitee sans introduire de defauts supplementaires. Des traitements de passivation ont ete optimises, testes et valides sur des structures simples permettant de qualifier l'interface isolant-semi-conducteur. Ainsi obtenues, ces traitements introduis en fin de fabrication d'un composant ont demontre leur efficacite sur les transistors a effet de champ a heterojonction a base d'inp : le hfet et le hemt, en stabilisant et en ameliorant leur caracteristiques.