Etude des radicaux du silane dans un plasma de depot par fluorescence induite par laser

• Auteur / Autrice : Michael Hertl
• Direction : Jacques Jolly
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

La presente these est dediee a la comprehension de la cinetique des radicaux dans des plasmas ar-h 2-sih 4, utilises pour deposer des couches minces de silicium amorphe ou microcristallin. Dans une decharge rf (13. 56 mhz) nous detectons, par fluorescence induite par laser (lif), les radicaux sih, sih 2 et h. La calibration absolue des densites est obtenue par une experience de diffusion rayleigh. Des experiences annexes, par spectroscopie d'emission et spectrometrie de masse, servent a mesurer les taux d'excitation de si* et ar* ainsi que les densites absolues des especes stables. Le radical sih 2 est cree par dissociation de sih 4 par impact electronique. Il est detruit par diffusion vers les parois et par reactions chimiques avec sih 4. Nous presentons un modele simple, valide par les experiences, permettant de calculer la densite relative de sih 2 a partir de ces trois termes. Le terme source de sih 2 est proportionnel a l'emission de si*, cree par excitation dissociative de sih 4. Les termes de perte sont calcules, en utilisant des valeurs de la probabilite de perte de sih 2 sur des surfaces a-si:h ( = 0. 6) et de la constante de vitesse de la reaction avec sih 4 deduites d'une mesure de la decroissance de sih 2 dans la post-decharge temporelle. Pour trois conditions plasma, les densites de sih et sih 2 mesurees sont comparees a des valeurs calculees par une simulation 2d du plasma, developpee auparavant. Le bon accord entre mesure et calcul constitue une validation importante du modele numerique. Dans les plasmas de silane, la detection de h par lif est compliquee a cause de la photodissociation de si 2h 6, cree dans le plasma, par les photons du laser ( = 205 nm). Le signal du aux atomes h crees par photodissociation peut etre distingue de celui des atomes crees dans la decharge grace a la difference des energies translationnelles de ces deux populations. Ceci nous permet d'etudier simultanement les densites de h et de si 2h 6 en fonction des parametres plasma.