Etude du fonctionnement d'un reacteur de depot de nitrure de silicium assiste par plasma : analyse et modelisation numerique

par Alain Dollet

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Bernard Despax.

Soutenue en 1993

à Toulouse 3 .

mots clés

Résumé

Une modelisation numerique a ete effectuee pour simuler le fonctionnement d'un reacteur assiste par un plasma radiofrequence pour le depot de nitrure de silicium dans un melange silane-ammoniac. Des modeles bidimensionnels d'hydrodynamique et de transfert de matiere ont ete mis au point pour determiner les profils de vitesse du gaz, l'epaisseur et la composition des films, ainsi que les profils de concentration des differentes especes gazeuses. Pour l'elaboration du modele de transfert de matiere, nous avons du entreprendre des analyses experimentales et une etude de mecanismes chimiques conduisant au depot. Les taux de production d'especes actives utilisees dans ce modele ont ete obtenus a partir d'une modelisation de decharge electrique. Le modele de transfert de matiere necessite un temps de calcul tres long, aussi avons-nous elabore un modele simplifie permettant d'obtenir tres rapidement des resultats assez precis. Il est donc tres utile pour etudier l'influence des parametres operatoires. La simulation d'un reacteur a plasma pulse a egalement ete effectuee. A l'issue de ce travail, nous avons pu mettre en evidence le role determinant des radicaux aminosilanes dans le processus de croissance des films. Nous avons egalement montre que l'equipement qui a ete etudie est mal adapte pour la production industrielle, et nous avons alors propose une geometrie de reacteur plus appropriee

Titre traduit

Study of a plasma reactor for silicon nitride deposition: analysis and numerical modelling

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