Gravure du silicium par le chlore assistee par laser

par ANNICK QESMUR

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Jacques Boulmer.

Soutenue en 1992

à Paris 11 .

mots clés

Résumé

L'experience de photochimie induite par laser permet d'effectuer in situ et en temps reel, des mesures de vitesse de gravure du silicium en presence de chlore en suivant l'evolution, a l'aide d'un spectrometre de masse a temps de vol, du pic sicl, principal produit de gravure. Des mesures de la vitesse de gravure en fonction de l'energie laser et de la dose de chlore ont montre que le processus de gravure s'effectue en deux etapes principales, la premiere etant la chimisorption du chlore a la surface du silicium avec une probabilite de collage de 8%, la seconde etant la desorption de produits sicl#x (x=1,2) par le laser. Les efficacites de gravure en fonction du flux laser sont semblables a 248 nm et a 308 nm: il existe un seuil de gravure vers 350 mj/cm#2 et un seuil de saturation vers 500 mj/cm#2, correspondant a une gravure de 0. 6 a/tir. La fusion de la surface pendant la gravure a ete mise en evidence en suivant in situ et en temps reel la modification du coefficient de reflexion de la surface a l'aide d'un laser he-ne. Il a ete observe que les seuils de gravure et de fusion etaient identiques (environ 350 mj/cm#2) et ceci pour les deux longueurs d'onde 248 nm et 308 nm, en accord avec le modele numerique mis au point. La desorption de produits chlores au cours de tirs laser consecutifs sans adjonction de chlore a permis de montrer l'incorporation de chlore pendant la fusion a l'interieur du silicium. La fusion de la surface a egalement permis de mettre en evidence la redistribution des dopants (bore) sur toute la profondeur fondue. Une excellente selectivite de gravure entre le bore et le silicium a, pour la premiere fois, ete observee

Titre traduit

Silicon induced laser etching by chlorine

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