Preparation, caracterisation physico-chimique et etude des defauts paramagnetiques dans les oxynitrures de silicium a faible taux d'hydrogene

par JIRI KRAUTWURM

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Y. CROS.

Soutenue en 1994

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    L'etude porte sur la preparation et la caracterisation de materiaux isolants: les oynitrures de silicium amorphes a faible contenu en hydrogene. Nous deposons ces materiaux a basse temperature (380c) par la technique pecvd et obtenons des couches minces d'environ 300 nm. Trois gaz reactifs sih#4, n#2o et n#2 sont utilises en dilution avec de 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 contiennent peu de liaisons si-si et peu d'hydrogene. Une etude speciale est consacree aux effets du taux de dilution he/sih#4 par l'helium. Le taux d'incorporation de l'hydrogene, mesure par spectroscopie infra-rouge, est inferieur a 10%. Il s'effectue sous forme de liaisons n-h et dans une moindre mesure si-h. La vitesse de gravure est fortement influencee par la composition. Cote nitrure, elles est tres faible et comparable a celle mesuree dans le nitrure lpcvd ; cote oxyde elle augmente fortement et se situe a 30% au dessus de la vitesse de gravure de sio#2 thermique sec. L'accroissement de la dilution a l'helium fait decroitre la densite si-h ; fait decroitre la densite n-h jusqu'a la dilution 25 et la fait croitre au dela ; fait decroitre la vitesse de gravure. Les defauts ponctuels sont etudies par la resonance paramagnetique electronique (rpe) a basse temperature. Les densites de centres paramagnetiques dans les couches sont estimees a 5 10#1#7cm#-#3. Le photo-accroissement du signal rpe, apres illumination jusqu'a saturation a l'aide d'un spectre vuv, est trouve a environ 7 10#1#8cm#-#3. Un modele numerique de simulation des signaux rpe de centres a symetrie axiale est developpe pour ajuster les courbes experimentales et pour trouver les valeurs des tenseurs g et a. Deux types de defauts ponctuels sont identifies: l'un sur l'atome de silicium (sidb) et l'autre sur l'atome d'azote (n#x). Ce dernier presentant une localisation a 60% de la densite electronique sur l'azote. L'identification d'un nouveau defaut n#x et son assimilation au radical nitroxide constitue l'originalite de ce travail

  • Titre traduit

    Preparation, physical and chemical characterization and study of paramagnetic defects in silicon oxynitrides with low hydrogen content


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Informations

  • Détails : 200 P.
  • Annexes : 117 REF.

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