Etude de la dégradation de couches minces de silice sous flux laser et en environnement contrôlé PDF Download
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Les performances des composants optiques peuvent diminuer dans le temps lorsqu'ils sont soumis à un faisceau laser. Les processus de la dégradation dependent des caracteristiques du laser, des matériaux constituant l'optique testée et du milieu environnant les optiques. Cette étude s'est attachée à décrire et interprêter les mécanismes physico-chimiques responsables de la dégradation sous flux laser et en environnement contrôle de couches minces de silice, matériau prépondérant en optique. Les résultats expérimentaux indiquent que la dégradation est duee a la croissance d'une couche de contamination dans la zone soumise au faisceau laser. Un modèle phénoménologique a été proposé et validé par des simulations numériques. A partir de ces différents résultats, certaines solutions technologiques ont été testées pour tenter de réduire la contamination des couches minces sous flux laser.
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Les performances des composants optiques peuvent diminuer dans le temps lorsqu'ils sont soumis à un faisceau laser. Les processus de la dégradation dependent des caracteristiques du laser, des matériaux constituant l'optique testée et du milieu environnant les optiques. Cette étude s'est attachée à décrire et interprêter les mécanismes physico-chimiques responsables de la dégradation sous flux laser et en environnement contrôle de couches minces de silice, matériau prépondérant en optique. Les résultats expérimentaux indiquent que la dégradation est duee a la croissance d'une couche de contamination dans la zone soumise au faisceau laser. Un modèle phénoménologique a été proposé et validé par des simulations numériques. A partir de ces différents résultats, certaines solutions technologiques ont été testées pour tenter de réduire la contamination des couches minces sous flux laser.
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L'intégration de plus en plus importante des composants exige une diminution de l'épaisseur d'oxyde qui est à l'origine de courants de fuite de grille entraînant la dégradation des technologies CMOS. Nous touchons actuellement aux limites physiques des couches de silice, alors que les matériaux susceptibles de remplacer la silice ne sont toujours pas opérationnels, il est donc capital de mettre en évidence et de caractériser les processus de dégradation mis en jeu lors de l'utilisation même des composants. Sur des structures MOS d'épaisseur d'oxyde inférieure à 3nm, nous avons suivi la dégradation du courant de fuite de grille (LVSILC) et de l'interface Si/SiO2, sous différentes contraintes électriques. A partir de nos résultats, nous avons montré que l'augmentation du LVSILC n'était pas due simplement à l'augmentation des états d'interface mais qu'il pouvait y avoir une contribution de pièges dans l'oxyde, induit par la libération d'espèces hydrogénées dans le volume de l'oxyde.
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ETUDE DE LA CRISTALLISATION DE COUCHES MINCES DE SILICIUM AMORPHE DEPOSEES SUR DE LA SILICE AMORPHE. ABSORPTION OPTIQUE DE CES POLYCRISTAUX DE FAIBLES DIMENSIONS ET COMPARAISON AVEC LE MATERIAU AMORPHE. CONDUCTIVITE ELECTRIQUE. EFFET DU SUPPORT SUR LA COUCHE DEPOSEE. ETUDE DE LA CRISTALLISATION PAR RPE ET DIFFUSION RAMAN. EFFETS SUR LA CRISTALLISATION DE LASERS DECLENCHES OU EN CONTINU. LES MATERIAUX OBTENUS SONT ADAPTES A LA CONVERSION PHOTOVOLTAIQUE DE L'ENERGIE SOLAIRE DANS UNE CONFIGURATION DE DIODE SCHOTTKY
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L’endommagement laser est le résultat d’une interaction laser-matière qui se traduit par une dégradation physique des optiques, entraînant une détérioration de leur fonction optique. C'est un des facteurs limitant le développement des lasers de puissance et de leurs applications. Dans les matériaux diélectriques et en régime femtoseconde, ce phénomène repose sur des processus non linéaires et dépend des propriétés intrinsèques du matériau, contrairement au régime nanoseconde. Un banc d'endommagement laser femtoseconde a été développé et appliqué à l'étude du comportement des couches minces diélectriques. Le caractère déterministe de l'endommagement femtoseconde a été confirmé sur les substrats et les couches minces. Nous montrons de plus que les couches minces sont le siège d’effets transitoires, capables d’affecter le seuil d’endommagement, lorsque la densité d’électrons libres atteint une valeur critique. Un modèle dynamique a été développé afin de prendre en compte ces effets. Son efficacité à prédire l’évolution du seuil d’endommagement en fonction de la durée de l’impulsion a été démontrée expérimentalement. Les tests d’endommagement menés sur des monocouches HfO2 montrent une dépendance du seuil d’endommagement avec la technique de dépôt. Par ailleurs le comportement linéaire du seuil d’endommagement en fonction de la largeur de bande interdite a été confirmé pour les oxydes purs. Enfin nous présentons la première étude exhaustive sur la tenue au flux de mixtures d'oxydes, menée en collaboration avec le centre laser de l’Université de Vilnius, Lituanie et le Laser Zentrum Hannover LZH, Allemagne.
Author: Nicolas Bertrand Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 196
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CETTE ETUDE PORTE SUR DES REVETEMENTS DE SILICE EN COUCHES MINCES DESTINES A MODIFIER LES PROPRIETES DE SURFACE D'UN MATERIAU, EN PARTICULIER L'ACIER. LES COUCHES SONT DEPOSEES A PARTIR D'UN MELANGE DE SILANE ET D'OXYGENE A DES PRESSIONS DE QUELQUES M TORR DANS UN REACTEUR A PLASMA DE CONFIGURATION IDECR, EXTRAPOLABLE AUX GRANDES SURFACES. LES PROPRIETES DES COUCHES DE SILICE SONT D'ABORD ANALYSEES EN FONCTION DES PARAMETRES DU PLASMA. ON MONTRE QUE L'ON PEUT, DANS LE REACTEUR IDECR, DEPOSER DE LA SILICE DENSE A TEMPERATURE AMBIANTE ET SANS UTILISER DE BOMBARDEMENT IONIQUE, A DES VITESSES ALLANT JUSQU'A 2,4 NANOMETRES PAR SECONDES. LE DEPOT A LIEU A PARTIR DE REACTIONS DE SURFACE ENTRE GAZ REACTIFS ET/OU DISSOCIES, COMBINEES A UN BOMBARDEMENT IONIQUE DE FORT FLUX ET DE FAIBLE ENERGIE. LA COMPARAISON, PAR ELLIPSOMETRIE IR IN SITU, DE L'EVOLUTION DES PROPRIETES VIBRATIONNELLES DE LA SILICE IDECR EN COURS DE CROISSANCE AVEC CELLES D'UNE SILICE DEPOSEE A PLUS HAUTE PRESSION MONTRE LA FORMATION D'INTERFACES ABRUPTES PAR IDECR ET LE ROLE IMPORTANT DE LA FAIBLE INCORPORATION D'HYDROGENE. L'ADHESION DES COUCHES DE SILICE, MESUREE SUR ACIER INOXYDABLE ET ORDINAIRE, EST AMELIOREE GRACE A DES PRETRAITEMENTS PLASMA DU SUBSTRAT. LEURS EFFETS SONT ETUDIES PAR ELLIPSOMETRIE IR IN SITU ET PAR D'AUTRES TECHNIQUES EX SITU (XPS, AES, SIMS). CES PRETRAITEMENTS PERMETTENT D'AUGMENTER L'ENERGIE DE SURFACE DE L'ACIER PAR LE NETTOYAGE DE LA SURFACE (TOUS PLASMAS) OU LA REDUCTION DE L'OXYDE NATIF (HYDROGENE). L'AUGMENTATION DE LA DURETE SUPERFICIELLE ET LA FORMATION DE PONTS METAL-N-SI A L'INTERFACE CONTRIBUENT EGALEMENT DANS LE CAS DE PLASMAS D'AMMONIAC ET D'AZOTE. LES PROPRIETES MORPHOLOGIQUES (DENSITE, RUGOSITE) SONT EGALEMENT ETUDIEES PAR REFLECTIVITE DES RAYONS X ET DES RESULTATS PROMETTEURS SONT OBTENUS SUR LES PROPRIETES ELECTRIQUES DES COUCHES. CES DERNIERS RESULTATS METTENT EN EVIDENCE L'INFLUENCE DU CHAUFFAGE (250C) ET DE LA POLARISATION DU SUBSTRAT PENDANT LE DEPOT.
Author: René Bisaro Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 304
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LA TAILLE DES GRAINS, LA TEXTURE, LA MORPHOLOGIE DE SURFACE, LA CONDUCTIVITE ELECTRIQUE ET L'ABSORPTION OPTIQUE SONT ETUDIES EN FONCTION DES PARAMETRES DE DEPOT. L'OPTIMUM DES PROPRIETES DE TRANSPORT DES COUCHES POLYCRISTALLINES EST LIE A UN REGIME DE CRISTALLISATION EN PHASE SOLIDE. ETUDE DU PROCESSUS DE CRISTALLISATION, EFFET D'IMPURETES DOPANTES. ON MET EN EVIDENCE L'EFFET DES LIAISONS DISPONIBLES ET DE LEUR ETAT DE CHARGE SUR LE MECANISME DES CRISTALLISATION
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CE MEMOIRE A POUR SUJET L'ELABORATION DE COUCHES MINCES D'OXYDE DE SILICIUM PAR PLASMA DE COMPOSES ORGANOSILICIES (HMDSO ET TEOS). L'ETUDE DE L'INFLUENCE DES PARAMETRES DU REACTEUR DE DEPOT SUR LA VITESSE DE CROISSANCE DES COUCHES MINCES A MONTRE L'IMPORTANCE DE LA TEMPERATURE DU SUBSTRAT. QUEL QUE SOIT LE PRECURSEUR GAZEUX UTILISE, CETTE VITESSE DECROIT SENSIBLEMENT AVEC LA TEMPERATURE. DIFFERENTES TECHNIQUES D'ANALYSE ONT PERMIS DE TESTER LA QUALITE DES FILMS OBTENUS: MESURE DE L'INDICE OPTIQUE ET DE LA VITESSE D'ATTAQUE PAR HF, CARACTERISATION ELECTRIQUE A L'AIDE DE STRUCTURES MOS. L'ANALYSE CHIMIQUE, EFFECTUEE ESSENTIELLEMENT PAR SPECTROSCOPIE INFRAROUGE, MONTRE QUE LES FILMS POSSEDANT DES PROPRIETES PHYSIQUES INTERESSANTES ONT UNE STRUCTURE TRES PROCHE DE LA SILICE STCHIOMETRIQUE. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX PRECEDENTS ONT PERMIS DE DEGAGER LES CARACTERISTIQUES DU MODE DE CROISSANCE. L'ETUDE DE COUCHES REALISEES, A TITRE COMPARATIF, A PARTIR DU SILANE, A CONDUIT A DES RESULTATS TRES DIFFERENTS. EN UTILISANT LE SILANE, LA FORMATION DU FILM EST PRINCIPALEMENT CONTROLEE PAR DES REACTIONS INITIEES DANS LE PLASMA. POUR LES COMPOSES ORGANOMETALLIQUES, LA CROISSANCE EST CONTROLEE PAR DES REACTIONS SE DEROULANT A LA SURFACE DU SUBSTRAT. DANS CE CAS LES PHENOMENES D'ADSORPTION ET DE DESORPTION JOUENT UN ROLE PRIMORDIAL. UN MECANISME REACTIONNEL COMPLET A ETE PROPOSE POUR LES DEPOTS REALISES A PARTIR DE HMDSO. L'ETUDE DES RECOUVREMENTS DE MARCHE A PERMIS D'ETABLIR UNE CORRELATION ETROITE ENTRE LE MODE DE CROISSANCE ET LA CONFORMITE DU DEPOT. LE RECOUVREMENT DE MARCHES PAR LES FILMS REALISES A PARTIR DU SILANE EST CARACTERISTIQUE D'UNE CROISSANCE ISOTROPE, ET DONC DE TRES MAUVAISE QUALITE. UNE AMELIORATION TRES NETTE DE CE RECOUVREMENT, CONTROLE PAR LES PHENOMENES D'ADSORPTION ET DE DESORPTION, EST OBSERVEE POUR LES DEPOTS OBTENUS A PARTIR DES COMPOSES ORGANOSILICIES
Author: Jochen Fick Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 153
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DES COUCHES MINCES DE SIO2-TIO2 DOPEES AVEC DES MICROCRISTALLITES DE CDS ET PBS ONT ETE FABRIQUEES PAR LA TECHNIQUE DE SOL-GEL. LA QUALITE OPTIQUE DE CES ECHANTILLONS EST TRES BONNE AVEC DES PERTES PAR PROPAGATION DE L'ORDRE DE QUELQUES DB/CM. LA PRESENCE DES SEMICONDUCTEURS A ETE PROUVEE PAR LES SPECTRES D'ABSORPTION, RAYONS X, TEM, SIMS, EDS ET RBS. EN GENERAL LA TAILLE DES MICROCRISTALLITES EST DE 3-4 NM. LE DEPLACEMENT DE LA BANDE D'ABSORPTION DU AU CONFINEMENT QUANTIQUE A ETE OBSERVE DANS LES SPECTRES D'ABSORPTION. LES PROPRIETES NON LINEAIRES DES COUCHES ONT ETE MESUREES EN EMPLOYANT LA TECHNIQUE DES LIGNES NOIRES NON LINEAIRES. LES ECHANTILLONS PRESENTENT UNE FORTE NON LINEARITE AUTOUR DE 550 NM. LES VALEURS DE L'INDICE DE REFRACTION NON LINEAIRE N2 OBSERVEES SONT TYPIQUEMENT DE L'ORDRE DE 10-8 CM2/KW SUR DES ECHANTILLONS DOPES AVEC PBS ET CDS. DES NON LINEARITES POSITIVES ET NEGATIVES ONT ETE OBSERVEES SUR DES DIFFERENTS ECHANTILLONS. DES NON LINEARITES NEGATIVES DE L'ORDRE DE -3 10-7 CM2/KW ONT ETE MESUREES SUR UN ECHANTILLON DOPE AVEC CDS PRES DE LA BANDE D'ABSORPTION (450 NM). LA STABILITE TEMPORELLE DES PROPRIETES NON LINEAIRES DIFFERE ENTRE LES ECHANTILLONS. UNE ETUDE EFFECTUEE A 550 NM SUR UN ECHANTILLON DOPE AVEC CDS PENDANT UNE PERIODE DE 200 JOURS, MONTRE QUE LA NON LINEARITE DECROIT LENTEMENT. CETTE DECROISSANCE EST SUPPOSEE D'ETRE CAUSEE PAR L'OXYDATION DES MICROCRISTALLITES DE SEMICONDUCTEUR DANS LA MATRICE POREUSE DE SILICE
Author: Sébastien Becker
Author: Sébastien Becker
Author: Damien Zander
Author: JEAN-FRANCOIS.. PERAY
Author: Benoit Mangote
Author: Nicolas Bertrand
Author: René Bisaro
Author: Lütfü Çelebi Özcan
Author: CHRISTIAN.. BOURREAU
Author: Jochen Fick
Author: Patricia Volto