ETUDE DE LA PASSIVATION DE GAAS (001) PAR UN DEPOT DE NITRURE DE SILICIUM REALISE PAR PHOTOLYSE DE NH#3 EN PRESENCE DE SIH#4 PDF Download
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Author: JEAN LUC.. GUIZOT Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
Book Description
LE DEPOT DE NITRURE DE SILICIUM PAR ULTRAVIOLET CHEMICAL VAPOR DEPOSITION (UVCVD) CONSTITUE UNE ALTERNATIVE INTERESSANTE AUX DEPOTS ASSISTES PAR PLASMAS QUI SONT, A CE JOUR, UTILISES PAR LA PASSIVATION DE CIRCUITS ELECTRONIQUES REALISES SUR DES SUBSTRATS D'ARSENIURE DE GALLIUM. CETTE TECHNIQUE DE DEPOT EST BASEE SUR LA PHOTOLYSE DE MOLECULES D'AMMONIAC PAR UN RAYONNEMENT ULTRAVIOLET PROVENANT D'UNE LAMPE A MERCURE BASSE PRESSION EN PRESENCE DE MOLECULES DE SILANE. L'ENSEMBLE DES REACTIONS CHIMIQUES AYANT LIEU EN PHASE GAZEUSE, ENTRE LES RADICAUX ISSUS DE LA PHOTODISSOCIATION DE NH#3 ET LES MOLECULES DE SIH#4, PERMETTENT DE CREER LES RADICAUX SIH#2, SIH#3, NH#2 ET H RESPONSABLES DE LA CROISSANCE DU FILM DE NITRURE DE SILICIUM. UNE DES SPECIFICITES DES REACTEURS UVCVD RESIDE DANS L'ABSENCE D'IONS DANS LA PHASE GAZEUSE CE QUI SUPPRIME AINSI LE BOMBARDEMENT IONIQUE DE LA SURFACE DE GAAS (001) ET DONC SON AMORPHISATION PENDANT LA CROISSANCE DE LA COUCHE ISOLANTE COMME CELA EST LE CAS DANS DES REACTEURS ASSISTES PLASMAS. LA QUALITE DES CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES DES TRANSISTORS MESFETS OBTENUS SDUR GAAS DEPEND FORTEMENT DE LA COMPOSITION CHIMIQUE DE L'INTERFACE ISOLANT-SEMICONDUCTEUR AINSI QUE DE LA QUALITE CRYSTALLOGRAPHIQUE DE LA SURFACE DE GAAS. UN PRE-TRAITEMENT DE LA SURFACE DE GAAS AU SEIN DU REACTEUR DE DEPOT, PAR INTERACTION DE CELLE-CI AVEC DES HYDRURES OU DE L'HYDROGENE MOLECULAIRES, PEUT ETRE ENVISAGE POUR AMELIORER LES CARACTERISTIQUES DE CETTE INTERFACE. DANS LE CAS DU DEPOT DE NITRURE DE SILICIUM PAR UVCVD UN PRE-TRAITEMENT DE LA SURFACE DE GAAS (001) PAR PHOTOLYSE DE NH#3 PERMET D'ATTEINDRE UN DOUBLE OBJECTIF: SUPPRIMER LES OXYDES DE GALLIUM ET D'ARSENIC AINSI QUE LES IMPURETES TELLES QUE LE CARBONE PRESENTES A LA SURFACE DE GAAS AU MOMENT DE SON INTRODUCTION DANS LE REACTEUR UVCVD, ET CECI, SANS CREER DE DOMMAGES STRUCTURELS A LA SURFACE DE GAAS; FORMER UNE COUCHE DE NITRURE DE GALLIUM QUI MIN
Author: JEAN LUC.. GUIZOT Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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LE DEPOT DE NITRURE DE SILICIUM PAR ULTRAVIOLET CHEMICAL VAPOR DEPOSITION (UVCVD) CONSTITUE UNE ALTERNATIVE INTERESSANTE AUX DEPOTS ASSISTES PAR PLASMAS QUI SONT, A CE JOUR, UTILISES PAR LA PASSIVATION DE CIRCUITS ELECTRONIQUES REALISES SUR DES SUBSTRATS D'ARSENIURE DE GALLIUM. CETTE TECHNIQUE DE DEPOT EST BASEE SUR LA PHOTOLYSE DE MOLECULES D'AMMONIAC PAR UN RAYONNEMENT ULTRAVIOLET PROVENANT D'UNE LAMPE A MERCURE BASSE PRESSION EN PRESENCE DE MOLECULES DE SILANE. L'ENSEMBLE DES REACTIONS CHIMIQUES AYANT LIEU EN PHASE GAZEUSE, ENTRE LES RADICAUX ISSUS DE LA PHOTODISSOCIATION DE NH#3 ET LES MOLECULES DE SIH#4, PERMETTENT DE CREER LES RADICAUX SIH#2, SIH#3, NH#2 ET H RESPONSABLES DE LA CROISSANCE DU FILM DE NITRURE DE SILICIUM. UNE DES SPECIFICITES DES REACTEURS UVCVD RESIDE DANS L'ABSENCE D'IONS DANS LA PHASE GAZEUSE CE QUI SUPPRIME AINSI LE BOMBARDEMENT IONIQUE DE LA SURFACE DE GAAS (001) ET DONC SON AMORPHISATION PENDANT LA CROISSANCE DE LA COUCHE ISOLANTE COMME CELA EST LE CAS DANS DES REACTEURS ASSISTES PLASMAS. LA QUALITE DES CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES DES TRANSISTORS MESFETS OBTENUS SDUR GAAS DEPEND FORTEMENT DE LA COMPOSITION CHIMIQUE DE L'INTERFACE ISOLANT-SEMICONDUCTEUR AINSI QUE DE LA QUALITE CRYSTALLOGRAPHIQUE DE LA SURFACE DE GAAS. UN PRE-TRAITEMENT DE LA SURFACE DE GAAS AU SEIN DU REACTEUR DE DEPOT, PAR INTERACTION DE CELLE-CI AVEC DES HYDRURES OU DE L'HYDROGENE MOLECULAIRES, PEUT ETRE ENVISAGE POUR AMELIORER LES CARACTERISTIQUES DE CETTE INTERFACE. DANS LE CAS DU DEPOT DE NITRURE DE SILICIUM PAR UVCVD UN PRE-TRAITEMENT DE LA SURFACE DE GAAS (001) PAR PHOTOLYSE DE NH#3 PERMET D'ATTEINDRE UN DOUBLE OBJECTIF: SUPPRIMER LES OXYDES DE GALLIUM ET D'ARSENIC AINSI QUE LES IMPURETES TELLES QUE LE CARBONE PRESENTES A LA SURFACE DE GAAS AU MOMENT DE SON INTRODUCTION DANS LE REACTEUR UVCVD, ET CECI, SANS CREER DE DOMMAGES STRUCTURELS A LA SURFACE DE GAAS; FORMER UNE COUCHE DE NITRURE DE GALLIUM QUI MIN
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CE TRAVAIL CONSISTE EN L'ANALYSE ET LA MODELISATION DU DEPOT PAR LPCVD (LOW PRESSURE CHEMICAL VAPOR DEPOSITION) DE NITRURE DE SILICIUM, COURAMMENT UTILISE DANS L'INDUSTRIE MICROELECTRONIQUE COMME COUCHE DE PASSIVATION. LE DEPOT EST REALISE PAR PYROLYSE D'UN MELANGE SILANE-AMMONIAC DANS UN REACTEUR DE TYPE TUBULAIRE HORIZONTAL A PAROIS CHAUDES FONCTIONNANT A BASSE PRESSION. EN RAISON DU NOMBRE LIMITE DE DONNEES DE LA LITTERATURE, LA PREMIERE PARTIE DE CE TRAVAIL CONSISTE EN UNE ETUDE EXPERIMENTALE, AFIN DE DEGAGER LES CARACTERISTIQUES DU DEPOT. NOUS MONTRONS QUE LE MECANISME CHIMIQUE EN PHASE GAZEUSE JOUE UN ROLE IMPORTANT, NOTAMMENT DANS LA FORMATION DE SUREPAISSEURS A LA PERIPHERIE DES PLAQUETTES. UNE ANALYSE APPROFONDIE DU SYSTEME CHIMIQUE EN PHASE GAZEUSE ET DU ROLE DES DIFFERENTES ESPECES SUSCEPTIBLES DE CONTRIBUER AU DEPOT NOUS AMENE A PROPOSER UN MECANISME CHIMIQUE SIMPLIFIE, MAIS SUFFISAMMENT REPRESENTATIF POUR RENDRE COMPTE DES OBSERVATIONS EXPERIMENTALES. LES CONSTANTES CINETIQUES EN PHASE GAZEUSE ONT ETE EVALUEES A PARTIR D'UN MODELE QRRK. NOUS PRESENTONS ENSUITE L'EXTENSION AU CAS DU DEPOT DE NITRURE DE SILICIUM DU LOGICIEL CVD2, PRECEDEMMENT DEVELOPPE DANS NOTRE LABORATOIRE (MODELE BIDIMENSIONNEL D'ETUDE LOCALE QUI INTEGRE LES EQUATIONS DE NAVIER STOKES, DE TRANSFERT DE MATIERE COUPLEES AUX LOIS CINETIQUES DES REACTIONS CHIMIQUES MISES EN JEU). LA DETERMINATION DES CONSTANTES CINETIQUES EN PHASE HETEROGENE A ETE EFFECTUEE PAR IDENTIFICATION AVEC NOS RESULTATS EXPERIMENTAUX (I. E., EPAISSEUR DU DEPOT ET RAPPORT MOLAIRE SI/N). L'ETUDE COMBINEE SIMULATION-EXPERIENCE A PERMIS DE VALIDER LES CHOIX EFFECTUES AU NIVEAU DES MECANISMES CHIMIQUES PROPOSES ET D'APPORTER UNE CONTRIBUTION A L'EXPLICATION DES PHENOMENES MIS EN JEU LORS DU DEPOT
Author: Bruno Allain (dramaturge) Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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LES COUCHES MINCES DE NITRURE DE SILICIUM AMORPHE HYDROGENE SONT OBTENUES PAR PHOTOSENSIBILISATION ASSISTEE PAR LE MERCURE A 254 NANOMETRE DES GAZ SILANE ET AMMONIAC. LE PRINCIPE DE DECOMPOSITION CONSISTE A EXCITER DES ATOMES DE MERCURE DANS L'ETAT #3P#1 A L'AIDE DE LA RAIE 254 NANOMETRE EMISE PAR UNE LAMPE A VAPEUR DE MERCURE BASSE PRESSION. CES ATOMES EXCITES PEUVENT TRANSFERER LEUR ENERGIE ELECTRONIQUE PAR COLLISION ET DISSOCIER LES MOLECULES DE SILANE ET D'AMMONIAC. LE SCHEMA REACTIONNEL DE LA PHASE GAZEUSE MONTRE QU'INTERVIENNENT NON SEULEMENT L'ETAT #3P#1 MAIS AUSSI L'ETAT #3P#0 PEUPLE PAR COLLISION DES ETATS #3P#1 AVEC L'AMMONIAC. DANS UNE ETUDE PRELIMINAIRE NOUS AVONS DETERMINE LES SECTIONS EFFICACES DE COLLISION DES MOLECULES D'AMMONIAC ET DE SILANE AVEC LES ETATS EXCITES #3P#1 ET #3P#0 DU MERCURE. L'EVOLUTION DE LA VITESSE DE DEPOT ET DE LA COMPOSITION DES COUCHES EN FONCTION DU RAPPORT DES PRESSIONS PARTIELLES DE SILANE ET D'AMMONIAC MONTRE QUE LA PROBABILITE DE DECOMPOSITION DU SILANCE AUGMENTE CONSIDERABLEMENT AVEC LA DILUTION DU SILANE. NOUS AVONS DEVELOPPE UN MODELE CINETIQUE DE LA PHASE GAZEUSE PRENANT EN COMPTE LE TRANSFERT RADIATIF, LES REACTIONS EN PHASE GAZEUSE ET LE TRANSPORT DES RADICAUX SILYLE ET AMIDOGENE PARTICIPANT A LA CROISSANCE DU FILM. LES RESULTATS ONT ETE VERIFIES EXPERIMENTALEMENT A L'AIDE DE PLUSIEURS DIAGNOSTICS. D'UNE PART, NOUS AVONS MESURE LA LUMINESCENCE DES EXCIMERES HG-NH#3 PAR SPECTROSCOPIE D'EMISSION ET LE TAUX DE CONSOMMATION DU SILANCE PAR SPECTROMETRIE DE MASSE, CE QUI NOUS A PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE QUE LE VECTEUR DE DISSOCIATION DU SILANE EST L'ETAT #3P#0 DU MERCURE. D'AUTRE PART, NOUS AVONS DETERMINE LA DENSITE DU RADICAL AMIDOGENE EN UN POINT DU REACTEUR PAR FLUORESCENCE INDUITE PAR LASER. DE PLUS LES COUCHES DE NITRURE DE SILICIUM ONT ETE ANALYSEES PAR ELLIPSOMETRIE SPECTROSCOPIQUE POUR DETERMINER LE SPECTRE OPTIQUE DE LA CONSTA
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L’objectif de ce travail est de développer une nouvelle source plasma, fonctionnant à la pression atmosphérique, pour réaliser des dépôts de couches minces sur des cellules photovoltaïques silicium. Pour définir son régime, comprendre sa physique et cerner ses conditions d’obtention, cette nouvelle décharge, obtenue dans un mélange SiH4/NH3/Ar, est caractérisée électriquement et optiquement. La densité des métastables de l’argon est également mesurée par spectroscopie d’absorption optique. Les résultats, par mesures de courant et tension corrélées aux photographies rapides, montrent que la décharge s’amorce par un claquage de Townsend et, qu’au maximum de courant, la décharge transite en régime sub-luminescent entravée par la distance inter-électrode. L’obtention d’une décharge homogène pour réaliser des dépôts homogènes nécessite par ailleurs l’introduction d’une résistance en série avec la décharge pour faire diminuer rapidement la tension appliquée sur le gaz dès que le courant devient trop important. Les effets du wafer de silicium, de la température sont étudiés, comparés et discutés séparément puis ensemble.Le mélange de gaz a été choisi pour réaliser une couche mince de nitrure de silicium hydrogéné (SiNx:H) antireflet et passivante sur cellule silicium cristallin. Les propriétés chimiques, structurales et optiques de ces dépôts sont déterminées et corrélées aux paramètres du procédé. Le rapport des gaz précurseurs, NH3/SiH4, permet de choisir l’indice de réfraction de la couche antireflet entre 1,8 et 2,2, indice caractérisé par le rapport N-H/Si-H. L’étude de la croissance de la couche a été réalisée par des mesures d’ellipsométrie spectroscopique en fonction du temps de dépôt. Les résultats ont montré que le nitrure croissait premièrement par îlots puis que la couche tendait à se densifier en fonction du temps.
Author: JEAN LUC.. GUIZOT
Author: JEAN LUC.. GUIZOT
Author: Khalid Yacoubi
Author: Bruno Allain (dramaturge)
Author: Sylvain Pouliquen