Simulation de procédés de gravure par faisceau ionique assistée chimiquement des matériaux III-V

Simulation of chemically assisted ion beam etching processes of III-V materials

• Auteur / Autrice : Lassaad Elmonser
• Direction : Jean-Pierre Landesman, Ahmed Rhallabi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences et technologies de l'information et des matériaux (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Semiconducteurs -- Attaque à l'acide

Simulation par ordinateur

Plaquettes à gravure en semiconducteurs

Optoélectronique

Résumé

Dans le cadre d’un contrat RMNT en collaboration avec Elvion Veeco, LPN et Alcaltel OPTO+, nous avons développé un modèle 2D de gravure de GaAs par Ar+/Cl2 en utilisant le procédé CAIBE (Chemically Assisted Ion Beam Etching). Deux types de structures ont été étudiés : des structures mesas ou rubans et des structures de type tranché. Dans les deux cas, une étude paramétrique a été effectuée afin de mettre en évidence le rôle des différents paramètres machine et physico-chimiques sur l’évolution de la morphologie de gravure. C’est ainsi que nous avons bien montré le rôle de débit de chlore et la température de substrat dans l’élimination de certains défauts de gravure comme le trenching et le faceting. Aussi, nous avons aussi étudié les effets non linéaires de la température de substrat sur la vitesse de gravure. Le bon accord entre mes résultats de notre modèle et ceux obtenus expérimentalement sur un spectre plus large en température, débit de chlore et courant ionique prouve que notre modèle de gravure est un bon outil de prédiction des profils de gravure pour des structures adaptées à l’industrie optoélectronique et permet de contribuer à l’optimisation des étapes de gravure CAIBE

This project is carried out under RMNT contract of research ministry and in collaboration with Elvion Veeco, LPN and Alcaltel OPTO+. It concerns the development of 2D etching model of GaAs by Ar+/Cl2 using chemically assisted ion beam etching process (CAIBE). This model allows to study the etching rate and the etch profile evolution in time and space as a function of the experimental conditions of CAIBE machine. The 2D etching model takes into account of several local surface phenomena such as the neutral reflection on the surface elements, the shadowing effects of neutrals and ions, the angular dependence of sputtering yield and mask erosion. Good agreements between the simulation results and the experiments have been obtained. This affirms that our model can be considered as a good tool to predict the etch profile evolution for the optoelectronic applications