Dépôt de nitrure de silicium assisté par plasma : étude des propriétés structurales du matériau et corrélations avec ses propriétés électriques

par Gisèle Serrano

Thèse de doctorat en Électronique

Sous la direction de Bernard Despax.

Soutenue en 1996

à Toulouse 3 .

mots clés

• Physique
• Dépôt chimique en phase vapeur
• Nitrure de silicium
• Décharges luminescentes
• Technique des plasmas

Résumé

Ce travail concerne les depots de nitrure de silicium amorphe hydrogene assistes par plasma radiofrequence, a partir d'un melange gazeux silane et ammoniac. L'influence des conditions operatoires, telles que le rapport des debits gazeux et la puissance, sur les proprietes du materiau, a ete analysee. Les caracteristiques physico-chimiques du materiau ont ete tout d'abord etudiees par spectroscopie infrarouge. Les spectres infrarouges obtenus par transmission directe et par reflexion, pour des angles d'incidence differents et pour une lumiere polarisee parallelement et perpendiculairement, suggerent une interaction anisotropique faisceau-echantillon, due probablement a des modes de vibration sur une petite echelle de phonons: un mode parallele lo (1040-1070 cm#-#1), un mode parallele et perpendiculaire to (840 cm#-#1). La spectroscopie de photoelectrons par rayons x et les analyses optiques ont donne des informations sur la composition atomique et l'environnement chimique dans le materiau. Sous un pourcentage de silane faible et/ou sous forte puissance, il apparait que l'on trouve principalement des liaisons n(si#3) et en moindre quantite des liaisons n-h (h#xn-si#3#-#x) dans les films riches en azote. Par contre, dans les films riches en silicium, on trouve des tetraedres si(n#4), des liaisons si-h et si-si, ces dernieres paraissant liees au gap optique. Les proprietes electriques des films ont ete ensuite determinees et reliees aux caracteristiques precedentes. L'etude des densites de charges piegees dans le volume du materiau, des etats d'interface et des pertes dielectriques, a montre qu'il etait possible sous certaines conditions de synthetiser un dielectrique possedant tres peu de defauts. Un modele relatif au piegeage des charges et prenant en compte les differents resultats experimentaux et bibliographiques, a ete discute. Le probleme de l'origine des charges a egalement ete souleve

Titre traduit

Silicon nitride deposition assisted by plasma: study of material structural properties and correlation with its electrical properties

Pas de résumé disponible.