PROPRIETES ELECTRONIQUES ET PHYSICOCHIMIQUES DE COUCHES MINCES DE SILICIUM DEPOSEES A HAUTE TEMPERATURE PDF Download
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ETUDE DU SYSTEME HYDROGENE-SILICIUM SUIVANT LES CONDITIONS DE PREPARATION PAR CONDUCTIVITE ELECTRIQUE, PHOTOCONDUCTIVITE, DIFFUSION RAMAN, RPE, TRANSMISSION DANS L'IR. ANALYSE DE LA TRANSITION AMORPHE-MICROCRISTAL, CONDITIONS DE PREPARATION DE COUCHES MICROCRISTALLINES POUR UNE OBTENTION A BASSE TEMPERATURE
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ETUDE DU SYSTEME HYDROGENE-SILICIUM SUIVANT LES CONDITIONS DE PREPARATION PAR CONDUCTIVITE ELECTRIQUE, PHOTOCONDUCTIVITE, DIFFUSION RAMAN, RPE, TRANSMISSION DANS L'IR. ANALYSE DE LA TRANSITION AMORPHE-MICROCRISTAL, CONDITIONS DE PREPARATION DE COUCHES MICROCRISTALLINES POUR UNE OBTENTION A BASSE TEMPERATURE
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DURANT CES DERNIERES ANNEES, LE DEVELOPPEMENT DES COMPOSES III-V TELS QUE L'ARSENIURE DE GALLIUM OU LE PHOSPHURE D'INDIUM FUT SPECTACULAIRE. CES COMPOSES SONT TRES INTERESSANTS POUR LES APPLICATIONS MICRO-ELECTRONIQUES ET OPTOELECTRONIQUES. OR LES CARACTERISTIQUES DE CES MATERIAUX ET DES COMPOSANTS REALISES SONT TRES SENSIBLES A LEUR ETAT DE SURFACE ET D'INTERFACE. IL EST DEVENU ESSENTIEL DE COMPRENDRE LES MECANISMES DE FORMATIONS DES STRUCTURES POUR MAITRISER AU MIEUX LA TECHNOLOGIE DES COMPOSANTS REALISES. PLUS RECEMMENT, UN NOUVEAU MATERIAU LE SILICIUM POREUX EST APPARU COMME ETANT TRES PROMETTEUR DANS LE DOMAINE DE L'OPTOELECTRONIQUE. CELUI-CI A FAIT RECEMMENT L'OBJET DE NOMBREUSES RECHERCHES COMPTE TENU DE SES PROPRIETES LUMINESCENTES DONT L'ORIGINE EST ENCORE DISCUTEE. CES PROPRIETES SEMBLENT DEPENDRE BEAUCOUP DES ETATS DE SURFACE ET D'INTERFACE. LA PREMIERE PARTIE DE CE MEMOIRE EST CONSACRE A LA CARACTERISATION DE LA SURFACE ET DE LA CONCENTRATION EN HYDROGENE D'UN SUBSTRAT DE SILICIUM POREUX. LA SPECTROSCOPIE DES ELECTRONS RETRODIFFUSES ELASTIQUEMENT (EPES) S'EST AVEREE TRES PERFORMANTE. CETTE METHODE NOUS A PERMIS DE CALCULER LE COEFFICIENT DE REFLEXION ELASTIQUE POUR DIFFERENTES POROSITES. NOUS AVONS PU METTRE EN EVIDENCE UN CHANGEMENT DE MORPHOLOGIE DES COUCHES POREUSES LORS DE L'AUGMENTATION DE LA POROSITE. LA DEUXIEME PARTIE DE CE TRAVAIL ENTRE DANS LE CADRE DES ETUDES CONSACREES A LA REALISATION DE STRUCTURES MIS (METAL/ISOLANT/SEMI-CONDUCTEUR). NOUS NOUS SOMMES ATTACHEES PLUS PARTICULIEREMENT A L'ETUDE DE L'INTERFACE ISOLANT/SEMI-CONDUCTEUR. AFIN DE REALISER DE TELLES STRUCTURES, NOUS AVONS PROCEDE DANS UN PREMIER TEMPS A LA REALISATION DE COUCHES MINCES D'ALUMINE SUR DES SUBSTRATS DE SILICIUM (100). EN EFFET, UNE BONNE REPRODUCTIBILITE ET UN CONTROLE DES PARAMETRES D'ELABORATION DE L'ISOLANT SONT EXIGES POUR ABOUTIR A L'AMELIORATION PROGRESSIVE DE LA QUALITE DES COMPOSANTS REALISES. DANS UN SECOND TEMPS DES DEPOTS D'ALUMINE ONT ETE REALISES SUR DES SUBSTRATS DE PHOSPHURE D'INDIUM (100). EN NOUS APPUYANT SUR DES TRAVAUX ANTERIEURS FAITS AU LABORATOIRE LASMEA SUR LA STABILISATION DES SURFACES D'INP(100) PAR DES ATOMES D'ANTIMOINE, NOUS AVONS EFFECTUE DES ETUDES PHYSICO-CHIMIQUES ET ELECTRIQUES DES STRUCTURES DU TYPE HG/AL#2O#3/INP ET HG/AL#2O#3/INSB/INP. NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE, L'AMELIORATION SENSIBLE DE LA QUALITE DE L'ISOLANT LORS D'UNE RESTRUCTURATION DE LA SURFACE D'INP PAR DES ATOMES D'ANTIMOINE, UNE REDUCTION DE LA MIGRATION DES ELEMENTS DU SEMI-CONDUCTEUR ETANT OBSERVEE. NOUS AVONS PU CORRELER L'HISTORIQUE DE LA FORMATION DES STRUCTURES A LA MESURE ELECTRIQUE FINALE, CE QUI EST PARTICULIEREMENT IMPORTANT DANS LA COMPREHENSION DES PHENOMENES SE PRODUISANT AUX INTERFACES
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LA NITRURATION SUPERFICIELLE DES COUCHES TRES MINCES (130 A) DE SIO#2 EST EFFECTUEE PAR DIFFERENTES TECHNIQUES (BT, HT, RTN). LA NITRURATION A BASSE PRESSION (BT OU HT) PERMET DE SITUER LA REACTION DE NITRURATION A LA SURFACE DE LA SILICE, EMPECHANT AINSI LA DIFFUSION DES ESPECES NITRURANTES. DE MEME, LA RTN EVITE LA MIGRATION DE L'AZOTE DANS LA MASSE DE LA SILICE ET LA REDISTRIBUTION DES DOPANTS. L'ANALYSE PHYSICO-CHIMIQUE (SIMS, AES, IRS, RS) A PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE LA NITRURATION DE LA SURFACE DE LA SILICE ET DE CONTROLER LES PHENOMENES DE MIGRATION D'AZOTE A L'INTERFACE SI-SIO2 ET A REVELE LES DIFFERENTES LIAISONS CHIMIQUES (SI-N,SI-H,O-H,N-H) SUSCEPTIBLE D'ETRE A L'ORIGINE D'UN PIEGEAGE-DEPIEGEAGE DES PORTEURS. L'ANALYSE A PERMIS DE SUIVRE L'EVOLUTION DE VFB DE LA RIGIDITE DIELECTRIQUE ET DES HAUTEURS DE BARRIERE INTERFACIALES EN FONCTION DE LA NITRURATION. DIFFERENTS TYPES DE PIEGES CREES LORS DE LA NITRURATION ONT ETE DETECTES ET CARACTERISES (CONCENTRATION, SECTION EFFICACE, BARYCENTRE). LA QUALITE DE L'INTERFACE (DENSITE D'ETATS) DEPEND DES CONDITIONS ET PARAMETRES DE LA NITRURATION, DE LA QUALITE DE L'OXYDE: SI LE DESORDRE INTERFACIAL EST INITIALEMENT ELEVE, IL EST AUGMENTE APRES NITRURATION, L'AMPLITUDE DE CETTE VARIATION DEPEND DU MODE DE NITRURATION (CONTINU, SEQUENTIEL). EN RTN LA DENSITE N#I#T DIMINUE QUAND LE TEMPS DE NITRURATION AUGMENTE. GLOBALEMENT, LA NITRURATION PERMET D'AVOIR DES ISOLANTS DE BONNES QUALITES ET PEUT ETRE UN PROCEDE DE PASSIVATION EFFICACE. SI LES CONDITIONS DE NITRURATION SONT OPTIMISEES LES ISOLANTS PEUVENT DEVENIR MEILLEURS QUE LES OXYDES
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ETUDE PAR DIFFRACTION RX ET D'ELECTRONS ET PAR MICROSCOPIE ELECTRONIQUE DE L'INFLUENCE DE LA TEMPERATURE DE DEPOT SUR LA STRUCTURE DE SI. DETERMINATION DE LA DIMENSION MOYENNE DES GRAINS A PARTIR D'UN TRAITEMENT STATISTIQUE. MESURE DE CETTE DIMENSION EN FONCTION DE LA CONCENTRATION EN DOPANT, DE LA TEMPERATURE DE DEPOT, DE LA POSITION DES WAFERS DANS LE FOUR. CARACTERISATION ELECTRIQUE
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Le silicium polymorphe hydrogéné (pm-Si:H) présente de meilleures propriétés électriques et moins de défauts métastables comparé au silicium amorphe standard (a-Si:H). C'est un matériau amorphe nanostructuré qui peut être obtenu dans les conditions proches de la formation de poudres. Toutefois, les études menées jusque-là sur ce matériau ont été limitées à des couches déposées à faibles vitesses (environ 1 Å/s). Le travail présenté dans ce mémoire est motivé par l'augmentation de la vitesse de dépôt du pm-Si:H. Plusieurs séries d'échantillons ont été déposées par la technique rf-PECVD à des vitesses comprises entre 5 et 10 Å/s. Des techniques complémentaires ont été utilisées pour caractériser les propriétés structurales, électroniques et de transport des différentes couches. Les propriétés du pm-Si:H déposé à grande vitesse ont été comparé à celles du a-Si:H standard. Nous avons mis en évidence la possibilité d'obtenir du pm-Si:H de bonne qualité avec notamment des valeurs de longueur de diffusion ambipolaire pouvant atteindre 290 nm en pratiquant des vitesses de dépôt jusqu'à 10 fois plus grandes. Afin de corréler la qualité du matériau avec les performances photovoltaïques, des modules de 10x10 cm2 composés de cellules p-i-n dont la couche intrinsèque (i) est faite avec du pm-Si:H déposé à grande vitesse ont été fabriqués et caractérisés. Les meilleurs modules ont donné des densités de courant de court-circuit pouvant atteindre 15,8 mA/cm2 et une tension de circuit ouvert de 940 mV par cellule. Ces relatives bonnes performances sont consécutives à une bonne collecte des porteurs de charge dans la couche i.
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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L'objectif de cette étude est d'évaluer les potentialités du polyimide pour la passivation des composants de puissance en carbure de silicium (SiC), laquelle sera soumise à des températures et des champs électriques nettement supérieurs à ceux rencontrés dans l'environnement des puces en silicium (jusqu'à 350°C et 3 MV/cm respectivement). Pour quantifier les propriétés ‘intrinsèques' du polyimide, des caractérisations électriques ont été réalisées dans une gamme de température étendue jusqu'à 260 °C, sur des structures MIM (Métal Isolant Métal), avec des films de polyimide élaborés selon le procédé de fabrication standard préconisé par le fabricant. Les résultats ont montré de bonnes propriétés électriques à température ambiante et jusqu'à 180 °C. Cependant, des valeurs de facteur de pertes et de permittivité diélectrique trop élevées pour satisfaire l'application visée ont été montrées au-delà de 180°C. Une amélioration des propriétés diélectriques et d'isolation a été cependant observée après la réalisation d'un traitement thermique additionnel, dans lequel les échantillons sont exposés longuement à des températures élevées, indiquant que la stabilité des propriétés du matériau n'est pas atteinte à l'issue du recuit d'imidisation du film polyimide. L'analyse des caractérisations électriques et physico-chimiques montrent que cette instabilité est liée à l'évolution du taux d'imidisation de l'acide polyamique en polyimide, et de la concentration d'impuretés résiduelles (eau, solvant) lesquels dépendent des paramètres (durée, température) du recuit final d'élaboration du polyimide. Cette étude a permis de mettre en évidence la nécessité d'optimiser le recuit d'imidisation du procédé d'élaboration du film de polyimide afin d'obtenir des propriétés électriques adaptées au cahier des charges de l'application visée, dans une gamme de température étendue jusqu'à 350 °C.
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DES COUCHES MINCES SONT DEPOSEES A TEMPERATURE AMBIANTE SUR DES SUBSTRATS DE SILICIUM A PARTIR D'UN PLASMA DE MELANGE O#2/ORGANOSILICIE DANS UN REACTEUR RADIOFREQUENCE HELICON FONCTIONNANT A BASSE PRESSION. LORSQUE LE MELANGE EST RICHE EN OXYGENE, LES FILMS OBTENUS SONT INORGANIQUES ET DE TYPE SIO#2. CES COUCHES SONT DURES ET TRANSPARENTES DANS LE DOMAINE DU VISIBLE. A PARTIR DE MELANGES RICHES EN ORGANOSILICIE, LES FILMS OBTENUS SONT ORGANIQUES, DE TYPE SIO#XC#YH#Z. DES ANALYSES IN SITU SIMULTANEES, DU FILM, PAR ELLIPSOMETRIE SPECTROSCOPIQUE, ET DU PLASMA, PAR SPECTROSCOPIE D'EMISSION OPTIQUE, SONT MISES EN UVRE DURANT LE DEPOT. CECI PERMET DE MIEUX COMPRENDRE LES MECANISMES GOUVERNANT LA CROISSANCE DES FILMS ET D'OBTENIR DES OUTILS DE CONTROLE IN SITU DE LA QUALITE DES COUCHES. AINSI, NOUS AVONS MONTRE L'EXISTENCE D'UNE CORRELATION ENTRE L'EMISSION DE CH* DANS LE PLASMA ET L'INCORPORATION DE CARBONE DANS LES COUCHES. LES PROPRIETES ET LES COMPOSITIONS DES FILMS SONT OBTENUES PAR DES ANALYSES EX SITU TELLES QUE LA SPECTROSCOPIE INFRAROUGE EN TRANSMISSION (FTIR), LA SPECTROSCOPIE DE PHOTOELECTRONS X (XPS), LA REFLECTIVITE SOUS FAISCEAU DE RAYONS X RASANTS, DES CARACTERISATIONS ELECTRIQUES DE TYPE C(V) POUR CETTE ETUDE NOUS AVONS UTILISE DEUX ORGANOSILICIES : LE TETRAETHOXYSILANE (TEOS) ET L'HEXAMETHYLDISILOXANE (HMDSO). L'ETUDE COMPARATIVE DES DIFFERENTS FILMS ORGANIQUES AINSI ELABORES MET EN EVIDENCE UNE TRES FORTE ANALOGIE ENTRE LA STRUCTURE DU FILM ET CELLE DU MONOMERE PRECURSEUR. NOUS AVONS AUSSI MONTRE QUE CERTAINS OXYDES ETAIENT POREUX ET SE MODIFIAIENT AU CONTACT DE L'AIR. EN EFFET, L'UTILISATION DE L'ELLIPSOMETRIE PERMET DE VISUALISER, EN TEMPS REEL, L'INCORPORATION D'EAU DANS CES FILMS. NOUS AVONS AUSSI ETUDIE LA NATURE DES INTERACTIONS ENTRE LES ATOMES D'OXYGENE ET LA SURFACE DU FILM EN COURS D'ELABORATION, AINSI QUE L'EFFET D'UN BOMBARDEMENT IONIQUE (PAR POLARISATION DU SUBSTRAT), SUR LA QUALITE ET LA VITESSE DE CROISSANCE DES COUCHES.
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1. ETUDE DES PHENOMENES DE TRANSPORT DANS LES COUCHES MINCES DE SILICIUM SUR ISOLANT (SOS) ET DANS LES COUCHES D'INVERSION A L'INTERFACE SI-SIO::(2) DES TRANSISTORS MOS. L'UTILISATION DU FORMALISME GENERALISE DE TRANSPORT DE KUBO-GREENWOOD AUTORISE UNE DESCRIPTION GLOBALE DES VARIATIONS AVEC LA TEMPERATURE OU LA CONCENTRATION DES PORTEURS DES COEFFICIENTS DE TRANSPORT DANS LES TMOS. REVUE DES PROPRIETES PHYSICOCHIMIQUES ET ELECTRIQUES DU SILICIUM SUR SAPHIR FABRIQUE EN FRANCE DEPUIS 15 ANS. 2. ETUDE DE LA CINETIQUE D'OXYDATION THERMIQUE DU SILICIUM EN OXYGENE SEC. MODELE GENERAL D'OXYDATION TENANT COMPTE DES CONTRAINTES MECANIQUES ET DE LEUR RELAXATION PAR FLUAGE VISQUEUX PENDANT LA CROISSANCE DE L'OXYDE. CE MODELE PERMET LA DESCRIPTION QUANTITATIVE DU REGIME INITIAL D'OXYDATION ANORMALEMENT RAPIDE A FAIBLE EPAISSEUR D'OXYDE, ET DES VARIATIONS DE LA CONSTANTE CINETIQUE PARABOLIQUE AVEC LA TEMPERATURE D'OXYDATION
Author: ETIENNE.. BUSTARRET
Author: ETIENNE.. BUSTARRET
Author: Christine Robert-Pierrisnard
Author: AHMAD.. BENAMAR
Author: Fekri Karray
Author: Yrébégnan Moussa Soro
Author: Jean Michailos
Author: René Bisaro
Author: Samir Zelmat
Author: Christophe Vallée
Author: Gérard Ghibaudo