Transition cristal-amorphe dans le silicium sous bombardement d'ions légers

par Abdelkrim Roumili

Thèse de doctorat en Physique du solide

Sous la direction de Jacques Beauvillain.

Soutenue en 1990

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Le but de ce memoire est d'etudier les phenomenes de transition cristal-amorphe induits par implantation d'ions legers dans le silicium. Dans une premiere partie, nous nous interessons aux pertes d'energie subies par la particule incidente (interactions ion-matiere) ainsi qu'aux mecanismes qui peuvent conduire a la transition cristal-amorphe. Les modeles permettant de decrire quantitativement la formation et l'extension de couches amorphes sont aussi passes en revue. Dans la partie experimentale, nous avons mis en evidence l'apport de la microscopie electronique en transmission a la caracterisation de l'amorphisation du si par implantation d'ions phosphore, azote et helium dans des conditions experimentales diverses (energie et flux du faisceau d'ions et temperature du substrat). L'utilisation du modele de la densite d'energie critique nous a permis de calculer l'etat d'endommagement du substrat et de determiner l'energie de dommage critique necessaire a la formation de la phase amorphe. Nous avons mis en evidence que l'energie de dommage est une caracteristique du substrat a basse temperature (<100 k) alors qu'a temperature ambiante, elle depend du systeme: faisceau-cible. A l'inverse des ions lourds et intermediaires, l'implantation d'ions legers souleve differents problemes: la localisation des couches amorphes est differente des predictions theoriques, l'etat d'endommagement est fortement influence par le flux ionique et la temperature du substrat. Nous avons ainsi pu montrer que l'amorphisation par les ions legers met particulierement en evidence la competition entre la vitesse de generation des defauts ponctuels (proportionnelle au flux ionique) et la vitesse d'annihilation de ces defauts (liee a la temperature du substrat)

  • Titre traduit

    The crystal-amorphous transition in silicon bombarded by light ions


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  • Détails : [3]-106 f.-[14] f. de pl

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