Croissance et maîtrise de la contrainte dans le SiC cubique sur substrat silicium ou silicium sur oxyde (SOI)

par Thierry Chassagne

Thèse de doctorat en Sciences. Chimie inorganique

Sous la direction de Yves Monteil.

Soutenue en 2001

à Lyon 1 .

Le jury était composé de Yves Monteil.


  • Résumé

    Le SiC est la solution idéale pour la réalisation de capteurs et de composants appelés à fonctionner à haute température et/ou très forte puissance en environnement hostile. Plus particulièrement, le 3C-SiC est d'un grand intérêt pour les capteurs haute température. La voie d'obtention la plus développée du 3C-SiC est l'hétéroépitaxie sur silicium. Cependant, les différences de paramètres de maille ainsi que de coefficient de dilatation thermique entre les deux matériaux engendrent de fortes contraintes dans le SiC. Dans une première partie nous nous attachons à la compréhension des mécanismes de croissance de 3C-SiC/Si. Nous montrons ainsi l'existence de deux paramètres délimitant la zone d'obtention de couche "miroir". L'étude cinétique de la croissance que nous avons réalisée nous montre que nous pouvons nous appuyer sur le modèle de Grove afin d'améliorer la vitesse de croissance. Dans une seconde partie, nous étudions la croissance sur substrat SOI. Nous mettons en évidence que la densité ainsi que le pourcentage surfacique qu'occupent les défauts mosai͏̈ques sont liés au rapport C/Si de la phase gazeuse. Nous présentons la réalisation de couche de 3C-SiC/SOI dont seulement 0,03% de la surface est recouverte par ces défauts avec une densité de 10[exposant 5] cm[exposant-2]. Enfin, dans la dernière partie nous étudions la contrainte dans les dépôts de 3C-SiC. Nous mettons en évidence qu'il est possible d'obtenir des couches en tension aussi bien qu'en compression en jouant sur l'étape de carburation. Grâce aux résultats expérimentaux nous montrons que la contrainte augmente macroscopiquement avec l'épaisseur des couches alors que d'un point de vue microscopique nous observons une relaxation de la contrainte lorsque l'on s'éloigne de l'interface. Nous déterminons la valeur du module d'Young de notre matériau ainsi que la valeur de la bande TO relaxée du 3C-SiC.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (169 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 161-169

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  • Bibliothèque : Université Claude Bernard (Villeurbanne, Rhône). Service commun de la documentation. BU Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T 50/210/2001/157 BIS
  • Bibliothèque : Université Claude Bernard (Villeurbanne, Rhône). Service commun de la documentation. BU Sciences.
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