Rugosite et instabilite de croissance lors de l'epitaxie du silicium en phase solide : role de l'irradiation ionique

par FRANCK FORTUNA

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de H. BERNAS.

Soutenue en 1995

à Paris 11 .

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  • Résumé

    L'epitaxie en phase solide consiste, a partir d'une interface amorphe/cristal, a faire croitre le cristal aux depens de l'amorphe. Cette transformation peut etre activee soit thermiquement, soit en deposant de l'energie au niveau de l'interface par l'intermediaire d'un faisceau d'ions (ion beam induced epitaxial crystallization: ibiec). Cette derniere technique permet, a vitesse de cristallisation identique, d'abaisser la temperature de pres de 300c et rend ainsi possible certains traitements de dispositifs micro-electroniques a basses temperatures. Dans le but de mieux comprendre le mecanisme de croissance associe a la cristallisation sous irradiation ionique, nous nous sommes interesses a l'evolution et a la morphologie de l'interface de croissance a-si/ c-si sous ibiec. Pour des raisons experimentales, la croissance est realisee a partir de precipites de nisi#2 (dont la maille est tres proche de celle du si) dans une matrice de silicium amorphe les observations realisees par microscopie electronique en transmission ont mis en evidence un accroissement de la rugosite des interfaces de croissance, constituees initialement par les faces planes des precipites de nisi#2. Les simulations realisees a partir de notre modelisation du mecanisme de croissance rendent compte des observations experimentales tout en etablissant clairement un lien entre la cinetique de croissance experimentale et la rugosite de la croissance. Ce travail debouche sur une nouvelle approche du mecanisme de la croissance assistee par faisceau d'ions qui, d'apres nous, serait controlee par la morphologie de l'interface de croissance et limite par sa rugosite. Sous certaines condition de temperature, les precipites de nisi#2 qui servent de support a l'epitaxie du silicium se sont averes instables. Nous observons alors un nouveau mode de croissance, dont les caracteristiques geometriques et temporelles (fractale et intermittence) suggerent la nature chaotique. Ce mode de croissance a egalement ete simule numeriquement a partir d'un modele simple


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  • Détails : 209 P.
  • Annexes : 76 REF.

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  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-012574
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