Elaboration et caracterisation de couches minces de nitrure de titane obtenues par depot chimique en phase vapeur a pression reduite et chauffage rapide, etudes thermodynamique et cinetique

par Luc Imhoff

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Anne Bouteville.

Soutenue en 1997

à Paris. ENSAM .

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  • Résumé

    L'etude traite du depot de films de nitrure de titane (tin) elabores par reaction chimique en phase gazeuse (cvd) en utilisant les precurseurs suivants : tetrachlorure de titane (tici#4), ammoniac (nh#3) et hydrogene (h#2). Les films sont realises dans un reacteur alliant les avantages de la cvd basse pression (lpcvd) a ceux de la methode de traitement thermique rapide (rtp). Des calculs thermodynamiques sont effectues dans le but de determiner l'influence des parametres experimentaux ainsi que de la nature de la surface sur laquelle le depot a lieu. Les meilleurs rendements thermodynamiques de formation de tin sont obtenus pour une phase gazeuse riche en ammoniac avec une temperature proche de 1100 k. Un bilan reactionnel est propose dans lequel le sous-chlorure tici#3 apparait comme le reactif predominant. Une etude cinetique est developpee afin d'expliquer la croissance du tin par ce procede. Elle aboutit a un modele qui permet d'expliquer a la fois les resultats de cette etude et les resultats parfois contradictoires reportes par la litterature. Ce modele montre que le mecanisme de depot est controle par les adsorptions competitives du tici#4 et de nh#3, et met l'accent sur l'importance de la geometrie d'injection des gaz. Les depots sont caracterises par diffraction de rayons x, rbs, xps, mesure de la resistivite et mesure de l'adherence par l'essai de rayure. Ils sont toujours textures (orientations cristallographiques <111> et <200>), stoechiometriques et adherents. L'incorporation d'oxygene est comprise entre 1 et 10%. Le chlore n'est jamais detecte. Les valeurs de resistivite obtenues sont comprises entre 20 et 300. Cm. A l'aide de ces resultats, un procede experimental permettant de controler l'orientation cristalline des films a basse temperature, tout en conservant les proprietes enoncees, est propose.


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  • Détails : 159 P.
  • Annexes : 164 REF.

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