Apport des methodes nucleaires d'analyse dans le dosage d'impuretes legeres (c,o) a l'etat de trace dans le silicium massif et epitaxie

Contribution of nuclear methods for analysis of light impurities (c,o) present in low concentrations in cz and epitaxial silicon

• Auteur / Autrice : FABIEN DEGAS
• Direction : Gilbert Blondiaux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Orléans

Résumé

L'objectif de ce travail est d'apporter une contribution a l'etude du comportement des impuretes legeres (c,o) dans le silicium massif et epitaxie. L'analyse par activation (cpaa) a permis d'elaborer des profils de concentration dans des echantillons de silicium cz et epitaxie ayant subi differents traitements thermiques. Notre attention s'est porte, dans un premier temps, sur l'optimisation de la methode cpaa afin de doser les premiers micrometres correspondant a la zone active des composants micro-electroniques, en s'affranchissant des contaminations de surface. Des mesures ont ete realisees sur du silicium traite rta. La seconde partie de ce travail a porte sur le comportement de l'oxygene et du carbone dans des couches epaisses de silicium epitaxie traitees thermiquement en vue de fabriquer des diodes de puissance p + nn +. Les epitaxies sont realisees sur des substrats de si-cz et la couche p + est dopee thermiquement par du bore. A l'aide de profils de concentration, nous avons montre que l'oxygene diffuse dans l'epitaxie a partir de la surface et de l'interface si epi/si-cz a des degres differents selon les conditions de recuit. Une estimation de la quantite d'oxygene precipite induit par les recuits a ete effectuee dans les echantillons a l'aide de la comparaison des analyses cpaa et ftir. Enfin, pour essayer de mettre en evidence le role du carbone au cours de la precipitation de l'oxyegne, nous avons mis au point une methode de dosage du carbone a tres basse teneur dans le silicium a l'aide de la radioactivation. Cela nous a conduits a developper une methode de separation radiochimique de l'azote 13 par piegeage sur de l'eponge de titane a 920c. Des concentrations de carbone de quelques 10#1#5 at. /cm#3 peuvent etre mesurees.