Gravure de l’InP par plasma ICP chloré et HBr/Ar : modélisation multiéchelle et analyse XPS

par Romain Chanson

Thèse de doctorat en Science des matériaux

Sous la direction de Ahmed Rhallabi.

Soutenue en 2012

à Nantes , en partenariat avec Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques (autre partenaire) .


  • Résumé

    Dans le cadre de l’ANR Blanc INCLINE (Inductively Coupled Plasmas for CMOS compatible etchINg of high performance III-V integrated laser sourceEs), nous avons développé un simulateur de gravure de l’InP par plasmas ICP Cl2/Ar/N2 et HBr/Ar. Ce simulateur est basé sur une approche multiéchelle composée de trois modules, un modèle de plasma, un modèle de gaine et un modèle de gravure. Le modèle de plama permet de déterminer les densités et les flux d’espèces neutres et chargées ainsi que la température électronique en fonction des paramètres machine. La densité et la température électronique sont ensuite injectées dans le modèle de gaine. Ce dernier est basé sur une approche cellulaire Monte-Carlo, permettant d’étudier le transport des ions traversant la gaine. Les fonctions de distributions générées par le modèle de gaine sont les données d’entrée du modèle de gravure. Ce dernier est basé sur une approche cellulaireMonte-Carlo, permettant de suivre l’évolution temporelle des profils de gravure à travers le masque. L’un des résultats de simulation a mis en évidence le rôle de la désorption chimique lors de la formation du bowing. D’autre part, un mécanisme de passivation des flancs par l’azote a été proposé. Une étude XPS d’échantillons gravés par plasma Cl2 ou Cl2/H2, nous a permis d’observer le rôle important de la température de pendant la gravure. Les effets d’autres paramètres comme l’influence chimique des espèces Cl2 et H2 ou la tension d’accélération ont aussi été décrits. Deplus, nous montrons la présence de phosphore élémentaire à la surface des échantillons gravés en plein champ. Enfin, des motifs rubans ont été analysés. La première expérience montre que la surface des flancs est plus riche en phosphore que la surface du fond des motifs, quelle que soit la chimie de gravure (Cl2 ou Cl2/H2)

  • Titre traduit

    Etching of indium phosphide under chloride and bromide inductively coupled plasma : multiscale approach and surfaces analysis


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Informations

  • Détails : 1 vol. (190 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 183-190

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. BU Sciences.
  • Disponible pour le PEB
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