Depot d'oxyde de silicium dans un reacteur plasma micro-ondes de grand diametre en melange hexamethyldisiloxane/ oxygene

par NADIA BENISSAD

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de CAROLINE BOISSE LAPORTE.

Soutenue en 1999

à Paris 11 .

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  • Résumé

    Cette these a pour but d'etudier le procede de depot, dans un reacteur plasma de couches minces d'oxydes des silicium. La source est une decharge micro-ondes entretenue par une onde de surface a 2,45 ghz. Le substrat est place en proche post-decharge et n'est donc pas expose a une temperature elevee. Les gaz utilises sont l'argon, l'oxygene et un organosilicie, l'hexamethyldisiloxane hmdso : o(si(ch 3) 3) 2. Cette etude a ete consacree aussi bien a la caracterisation de la phase gazeuse, par spectroscopie d'emission optique et spectrometrie de masse, qu'a l'analyse des couches minces par spectroscopie infra-rouge a transformee de fourier, ellipsometrie spectroscopique uv-visible et gravure chimique. La dilution du monomere hmdso dans le melange gazeux initial influe considerablement sur les especes presentes dans la phase gazeuse et donc sur la nature du materiau depose. A forte dilution de l'organosilicie dans l'oxygene, le hmdso est fragmente et oxyde et on obtient des couches minces de type sio 2. Mais lorsque l'oxygene est dilue dans le monomere, la dissociation de ce dernier n'est pas suffisante et on depose alors des films a caractere organique sio xc yh z. Des correlations entre la presence des especes excitees oh et ch dans le plasma et l'incorporation respectivement de silanol et d'hydrocarbures dans les couches minces ont pu etre etablies. Nous avons etudie l'influence de la puissance micro-ondes et de la pression sur la composition de la phase gazeuse et les films elabores. Cela a permis de faire apparaitre des parametres de fonctionnement du reacteur : nous avons constate l'existence d'une pression maximale au dessus de laquelle des poudres se forment dans le gaz et les proprietes de ces films sont alterees. De maniere generale, les couches minces se sont revelees poreuses. Mais, grace a la polarisation radio-frequence (13,56 mhz) du porte-substrat, il a ete possible d'elaborer des films plus denses et ce a des vitesses plus rapides (300 nm/min).


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Informations

  • Détails : 196 p.
  • Annexes : 134 ref.

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