Oxynitruration de si(100)-(2x1) a temperature moderee par exposition au monoxyde d'azote et irradiation d'electrons de faible energie

Low energy electron-beam-enhanced oxynitridation of si(100)-(2x1) using no gaz, at moderate temperatures

• Auteur / Autrice : PATRICK POVEDA
• Direction : Alain Glachant
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 2

Résumé

Nous etudions l'oxynitruration de si(100) par no stimulee par un faisceau d'electrons de faible energie, a temperature moderee (ambiante - six cent degres). A l'aide de cinetiques de croissance realisees par spectroscopie d'electrons auger, nous determinons les parametres gouvernant cette reaction. Nous detaillons leur influence sur la composition et sur la vitesse de formation des films d'oxynitrure de silicium. Nous presentons un modele de croissance, base sur des travaux publies, qui permet de decrire nos observations experimentales. Il repose sur un mecanisme de diffusion d'especes ionisees sous champ electrique. Ces espece sont des ions o#- crees par l'impact des electrons secondaires, ou des ions no#- crees par un transfert d'electrons depuis le substrat. Quelle que soit la temperature, nous constatons un arret de la croissance du film. Nous l'attribuons a un blocage de la diffusion du a une accumulation d'azote a l'interface, ainsi qu'a un phenomene de desorption stimulee par electrons. Ce dernier semble etre important aux plus hautes temperatures. Nous analysons ensuite les proprietes electroniques de nos isolants. Nous mesurons leur largeur de bande interdite par spectroscopie de pertes d'energie d'electrons lents. Nous comparons nos resultats avec des calculs de densites d'etats electroniques ainsi qu'avec des mesures d'absorption optiques effectuees sur des oxynitrures plasma. Enfin, nous caracterisons electriquement nos films en realisant des structures mis. Le metal est, dans notre cas, remplace par un electrolyte conducteur pour eviter des problemes de metallisation. Malgre les faibles epaisseurs de nos oxynitrures, nous obtenons des courbes c(v) typiques de structures mis. Nous en deduisons donc des densites de charges et de pieges. Les courbes i(v) sont plus difficiles a interpreter. Les faibles courants de fuite que nous observons ne peuvent etre attribues avec certitude a un mecanisme simple.