Élaboration et caractérisation de films de SiO2 déposés à basse température (50°C)
par Alexandra Pecheur
Thèse de doctorat en Dispositifs de l'électronique intégrée
Sous la direction de Pierre Pinard.
Soutenue en 2000
à Lyon, INSA , en partenariat avec LPM - Laboratoire de Physique de la Matière (laboratoire) .
mots clés-
Résumé
Ce travail de thèse a eu pour objectif de développer un nouveau procédé industriel de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD) de dioxyde de silicium (Si02) à basse température (50°C). Ce nouveau procédé doit permettre de réaliser la couche d'encapsulation de nouvelles: têtes magnétiques d'écriture-lecture (utilisés dans les disques durs d'ordinateur) réalisées à base de matériau GMR (Giant Magneto-Resistance) et donc très sensibles aux effets thermiques. Après une rapide présentation des têtes magnétiques et des matériaux magnéto résistifs, nous détaillons les problèmes technologiques relatifs à l'encapsulation des têtes magnétiques. Puis nous passons en revue quelques généralités sur la physique des plasmas, et les différentes méthodes existantes-de dépôt de Si02 assistées par plasma. Nous détaillons ensuite la solution technologique retenue et notre démarche de plan d'expérience pour l'optimisation du point de fonctionnement de la technique PECVD utilisant une chimie HMDS (hexaméthyldisilazane)/O2. Les films de SiO2 ainsi déposés sur substrat de silicium ont été caractérisés d'un point de vue physico-chimique, optique et électrique. Nos résultats expérimentaux mettent en évidence des propriétés proches de celles du Si02 thermique, en particulier en ce qui concerne la très faible rugosité de surface des films bruts de dépôt ainsi qu'une excellente propriété "anti-faille" observée pour des topologies non planes.
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Titre traduit
= Elabortaion and characterization of SiO2 films deposited at low temperature (50°C) en 541
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Résumé
This thesis has aimed to develop a new industrial process for chemical vapor deposition assisted by plasma (PECVD ) of silicon dioxide (Si02 ) at low temperature (50 ° C). This new process should help achieve the encapsulation layer of new magnetic read-write heads (used in computer hard drives) made based GMR (Giant Magneto - Resistance) material and therefore very sensitive to temperature effects. After a brief presentation of the magnetic heads and magneto resistive materials, we show the technological problems related to the encapsulation of magnetic heads. Then we review some background on plasma physics and the various existing methods of depositing Si02 plasma assisted. Then we detail the technological solution chosen and our approach to experimental design for optimizing the operating point of the PECVD technique using a chemical HMDS ( hexamethyldisilazane ) / O2. And SiO2 films deposited on silicon substrates were characterized by an optical and electrical physicochemical perspective. Experimental results show similar thermal properties to those of Si02, particularly as regards the very low surface roughness of the raw films and an excellent “anti- flaw” deposition property observed for non-planar topologies. Epoxy networks / par Sophie Ritzenthaler. - Villeurbanne : Doc'INSA, 2002
