Simulation de procedes de gravure seche pour les dispositifs micro-opto-electroniques

par LIONEL HOULET

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Guy Turban.

Soutenue en 1999

à Nantes .

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Résumé

Cette etude est consacree a la modelisation de procedes de gravure seche sur substrat d'inp et de gaas. Les applications de ces materiaux dans les nouvelles technologies et les contraintes de fabrication des composants micro-opto-electroniques, creent un contexte favorable pour ce type d'etude. Dans le premier chapitre, un etat de l'art est presente sur la conception de technologie assistee par ordinateur (ctao). Le second chapitre est consacre a la modelisation de la gravure par faisceau d'ions ar +. Une methode analytique est employee pour decrire l'evolution des surfaces gravees a l'echelle micrometrique. Les phenomenes de trenching et de faceting, observes experimentalement, sont reproduits. Dans le troisieme chapitre, un modele de gravure par plasma reactif ch 4/h 2/ar et ch 4/h 2 est developpe. L'algorithme de chaine est applique pour deplacer les surfaces gravees a l'echelle micrometrique. Le modele tient compte de la synergie ions/neutres, de la pulverisation, de la gravure chimique spontanee et de la reemission des neutres. Cette etude montre l'effet de chaque phenomene de surface sur la topographie des motifs submicroniques graves. D'autre part, une estimation des parametres cinetiques de gravure de l'inp est effectuee. Dans le quatrieme chapitre, une modelisation a l'echelle atomique de la gravure ionique reactive par plasma ch 4/h 2 sur un substrat d'inp, est proposee en utilisant la methode monte carlo. Cette etude met en evidence l'influence des parametres de plasma et de surface sur la rugosite. Une comparaison entre les resultats du modele et l'experience montre l'effet des parametres de chimisorption sur le mecanisme d'appauvrissement de phosphore en surface.

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