Croissance de couches homoépitaxiales de carbure de silicium pour applications forte puissance

• Auteur / Autrice : Eric Neyret
• Direction : Jean Camassel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Milieux denses et matériaux
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Montpellier 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles mathématiques

Thermodynamique

Épitaxie

Diodes à barrière de Schottky

Dépôt chimique en phase vapeur

Carbure de silicium

Résumé

Le materiau carbure de silicium, du fait de ses proprietes intrinseques, presente des avantages par rapport au silicium dans certains domaines tels que la puissance, les hautes frequences et dans les milieux hostiles. L'elaboration de composants en sic necessite de pouvoir deposer des couches dont on maitrise le couple epaisseur/dopage, l'epaisseur de ces couches allant de quelques centaines de nanometres a quelques dizaines de microns suivant l'application. C'est pourquoi ce travail presente l'etude du depot homoepitaxial de sic-4h ou 6h en phase vapeur (cvd). Le domaine d'utilisation des couches concerne les applications forte puissance. Dans un premier temps, a partir de calculs thermodynamiques et d'une approche experimentale, nous montrons la necessite de controler la phase d'attaque preparatoire a l'epitaxie. Nous montrons notamment l'interet d'utiliser le melange h 2 + c 3h 8 pour eviter la formation de defauts appeles gouttes de silicium qui apparaissent lorsque l'attaque du sic est faite avec de l'hydrogene seul. Dans un deuxieme temps, nous nous interessons a la comprehension des mecanismes de depot du sic. Nous traitons notamment de la complexite de la chimie du systeme si-c-h grace a des calcules thermodynamiques. A partir de resultats experimentaux nous remontons egalement aux differents parametres limitant la vitesse de croissance et mettons en evidence l'interet d'utiliser le modele de grove. A partir de ces considerations nous donnons les solutions pour augmenter la vitesse de depot. Enfin, nous presentons les caracteristiques de nos couches d'un point de vue structural et electrique. Nous abordons egalement les moyens de controler le dopage pendant le depot dans une large gamme (de 10 1 4 a 10 2 0 at/cm 3) grace au concept d'epitaxie a competition de site. En dernier lieu nous presentons les caracteristiques de diodes schottky elaborees sur nos couches.