Caractérisation de nitrures diélectriques déposés par pulvérisation ionique réactive : applications en microélectronique

par Alain Bosseboeuf

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de G. Gautherin.

Soutenue en 1989

à Paris 11 .


  • Résumé

    Des couches minces de nitrure de silicium (SixNy) et de nitrure de bore (BxNy) ont été élaborées à température ambiante dans un bâti ultravide de dépôt par pulvérisation réactive par faisceau d'ions. De nombreuses techniques de caractérisation (RBS, Spectrométrie Auger in situ, XPS, absorption infrarouge, ellipsométrie) ont été mises en oeuvre pour déterminer les mécanismes de dépôt, le mode de croissance sur Si, GaAs et InP, et les propriétés physicochimiques et optiques du nitrure de silicium élaboré par cette méthode. Ces mesures indiquent entre autres une diminution du désordre après recuit et l'absence d'une ségrégation de phases dans les couches riches en silicium. Les applications possibles de ce diélectrique en microélectronique sont discutées à partir des résultats de mesures électriques sur des dispositifs MIS Al/ Si₃N₄/Si préparés selon différentes procédures et de mesures de la contrainte mécanique et de la résistance à l'oxydation. Les mécanismes de dépôt du nitrure de bore sont similaires à ceux du nitrure de silicium et les couches présentent une dureté très élevée intéressante pour les revêtements mécaniques et optiques.

  • Titre traduit

    Characterization of dielectric nitrides films deposited by reactive ion beam sputtering : microelectronics applications


  • Résumé

    Silicon nitride (SixNy) and boron nitride (BxNy) thin films have been deposited at room temperature in an ultrahigh vacuum set-up by reactive ion-bearn sputtering. Numerous characterization techniques (Rutherford Backscattering, in situ Auger Electron Spectrometry, XPS, Infrared absorption, ellipsometry) have been used to determine the deposition mechanisms, the growth mode on Si,GaAs and InP, and the physico-chemical and optical properties of silicon nitride deposited by this method. These measurements show a reduction of disorder after annealing and the absence of phase segregation in silicon-rich layers. Possible applications in microelectronics are discussed from results of electrical measurements on Al/Si₃N₄/Si MIS devices prepared with differents procedures, stress evaluation and oxidation resistance rneasurements. Deposition mechanisms of boron nitride films are similar to silicon nitride ones and the layers have a very high hardness interesting for mechanical and optical coatings.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (394 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 359-394

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(1989)223
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-035498
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