Réseau amorphe et défauts ponctuels révélés par R. P. E. Sous U. V. Dans les oxynitrures de silicium P. E. C. V. D

par Sylvie Viscaïno

Thèse de doctorat en Micro-électronique

Sous la direction de YVES CROS.

Soutenue en 1992

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    L'etude porte sur la caracterisation de materiaux isolants: les oxynitrures de silicium amorphes. Nous synthetisons ces materiaux a basse temperature (380c) par la technique du pecvd et obtenons des couches minces d'environ 3000a. Trois gaz reactifs sih#4, n#2o et nh#3 sont utilises et eventuellement un quatrieme gaz diluant (l'helium). Nous choisissons nos conditions experimentales pour que les materiaux aient une composition qui varie du nitrure jusqu'a l'oxyde de silicium et pour qu'ils soient, si possible, des isolants de bonne qualite (faible quantite de liaisons si-si). Par la collaboration de six laboratoires europeens (projet esprit-deson), ces oxynitrures sont analyses en composition, en absorption optique, en rpe, en diffraction x, en comportement electrique et des modelisations sont proposees pour decrire leurs proprietes. Tout au long de ce memoire, nous nous appuyons sur les resultats des differents laboratoires mais notre axe principal d'etude concerne d'une part la microstructure des oxynitrures, d'autre part les defauts ponctuels c'est-a-dire les accidents locaux de la structure (qui ont une grande influence sur les proprietes electriques). Concernant la microstructure, nous appliquons aux oxynitrures des modeles de type ordre chimique (co), puis de type liaisons aleatoires (rbm) ainsi qu'un modele intermediaire base sur l'energie libre du systeme (fem). Les resultats nous suggerent que la structure des oxynitrures n'est pas regie par des lois statistiques aleatoires mais plutot que les interactions entre les quatre atomes en presence (si, o, n et h) imposent un certain ordre chimique. Les defauts ponctuels de structure sont etudies par resonance paramagnetique electronique (rpe) a basse temperature. Sur des materiaux realises en couches minces les resultats de rpe classique sont assez pauvres car les signaux sont faibles (10#1#7 spins/cm#3) et tres bruites. Nous distinguons cependant des liaisons pendantes sur des atomes de silicium qui semblent se former a cause des anomalies locales de structure introduites par des liaisons si-si disseminees dans le materiau. Si nous eclairons prealablement nos echantillons avec des faisceaux uv ou vuv, les spectres de rpe sont beaucoup plus riches en informations. La quantite de liaisons pendantes sur le silicium augmente sous l'effet des eclairements (desormais 10#1#8-10#1#9/cm#3). Par ailleurs, pour les oxynitrures dont le rapport de composition o/(o+n) est superieur a 0,4, nous voyons apparaitre un nouveau type de defauts lies aux atomes d'azote. Nous pensons que ces defauts se creent preferentiellement lorsque la structure de l'oxynitrure n'est pas favorable a l'insertion de bloc n-si#3

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  • Détails : 213 p

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 92/GRE1/0129
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