Modélisation du dépôt CVD de silicum à partir de silane : cinétique des réactions en phase gazeuse

• Auteur / Autrice : Sylvie Rouquet
• Direction : Claude H. S. Dupuy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'ingénieur. Génie des procédés
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Perpignan

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cinétique chimique

Silane

Dépôt chimique en phase vapeur

Résumé

Ce travail porte sur la simulation du procédé de dépôt chimique en phase gazeuse dans le cas particulier du dépôt de silicum à partir de silane. La cinétique des réactions en phase gazeuse a fait l'objet d'une analyse approfondie et un mécanisme comportant 144 réactions équilibrées (72 réactions directes+72 réactions inverses) a été proposé. La théorie QRRK (Quantum Rice Ramsperger Kassel) a été utilisée pour prendre en compte l'influence de la pression sur les constantes de vitesse réactionnelles. Une étude préalable a permis de mieux cerner les possibilités et les limites de cette théorie et les calculs cinétiques ont pu être validés à l'aide des données expérimentales disponibles. Un examen approfondi des constantes de vitesses calculées a cependant suggéré que les données thermodynamiques relatives à certaines espèces chimiques devraient être reconsidérées. De premières simulations du dépôt de silicum ont finalement été réalisées et notre schéma chimique a été comparé à celui qui a été proposé antérieurement par Coltrin et collaborateurs.

This work is devoted to the simulation of the Chemical Vapour Deposition process in the specific case of silicon deposition from silane. The kinetics of the gas phase reactions was carefully analysed, and a chemical mechanism involving 144 reactions (72 forward plus 72 backward reactions) was developed. QRRK (Quantum Rice Ramsperger Kassel) theory was used to account for the influence of pressure on the reaction kinetic constants. A preliminary analysis was conducted in order to better grasp the performances and limits of the theory and the kinetic calculations were successfully compared to the experimental data available. However, a careful examination of the calculated rate constants suggested that the thermodynamic data related to a few species should be reconsidered. A few simulations of silicon deposition were finally conducted and our chemical scheme was compared to that previously proposed by Coltrin et al.