Proprietes physicochimiques d'oxynitrures de silicium preparees a partir de 3 gaz, a basse temperature, par pecvd

par JEAN MICHAILOS

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de YVES CROS.

Soutenue en 1989

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    Nous traitons, dans ce rapport, de la preparation et de la caracterisation de couches minces d'oxynitrures de silicium (sioxnyhz) elabores a basse temperature a partir de 3 gaz sih#4, n#2o et nh#3 par le procede pecvd. Une etude sur les effets de la dilution a l'helium est egalement proposee. Pour caracteriser ces films, differentes techniques de caracterisation ont ete mises en uvre: l'ellipsometrie, l'analyse nucleaire (erda), la spectrophotometrie infra-rouge, l'absorption optique dans l'uv, et la resonance paramagnetique electronique. En choisissant des conditions experimentales adequates, en particulier en conservant le rapport de debit gazeux n#2o+nh#3/sih#4 superieur a 10 pour eviter la formation de liaisons si-si en chaines et en faisant varier le rapport n#2o/n#2o+nh#3 on obtient des materiaux evoluant entre le nitrure et l'oxyde de silicium. La composition chimique absolue est deduite par erda. Les mesures infra-rouge nous ont permis de confirmer que les materiaux etaient homogenes et nous avons propose une estimation quantitative des elements si, o, n et h. En particulier, il y a une etroite dependance entre la position du mode collectif sion en fonction du rapport o/o+n. La dilution a l'helium reduit l'incorporation d'hydrogene pour les materiaux de meme o/o+n. A partir de calculs de configuration, et en partant d'un modele a liaisons aleatoires, nous avons deduit les liaisons si-si, si-n et si-o ainsi que les principales configurations autour du silicium. Nous proposons egalement une modelisation du deplacement du pic nh stretching en fonction des electronegativites des atomes voisins des groupements nh. Ces materiaux ont un gap optique compris entre 5,3 et 8 ev. Il il a une bonne correlation entre le rapport o/o+n et la valeur du gap. Aux compositions intermediaires, on observe un plateau d'absorption que nous avons attribue aux etats non liants n#2#p#z. Cette hypothese no


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  • Annexes : 154 REF

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