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Semmache Mohamed-el-Bachir. Etude du dépôt et des propriétés physiques de couches minces de silicium polycristallin détenu par RT-LPCVD. 1994 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
Dans ce travail, on s'est intéressé au dépôt en phase vapeur cl sous basse pression de silicium polycristallin (polysilicium) par la technique RT-LPCVD (Rapid thermal Low Pressure Chemical Vapor Deposition) dans un réacteur à lampes halogène et à parois froides. Les dépôts ont été effectués par décomposition de silane dilué (SiH4/ Ar: 10%) à pression ( 1 à 5 mbar) et températures (600-850 °C) variables. Ces conditions ont été choisies pour répondre aux impératifs de rendement de production imposés par le procédé de traitement par plaque (SW: Single Wafer). L'étude des cinétiques de dépôt sur échantillons de différentes dimensions a révélé un phénomène de déplétion radiale du gaz réactif inhérent à la géométrie d'injection et d'extraction des gaz du réacteur utilisé. L'analyse SIMS a révélé la présence de contaminants (0.C) dans les couches que nous attribuons au dégazage de parois internes du réacteur en cours de dépôt. Néanmoins, l'abaissement de la pression et l'introduction préalable d'un cycle thermique de dégazage permet de réduire sensiblement celle contamination. Les analyses par diffraction aux rayons-X rasants et de microscopie électronique, ainsi que les mesures de résistance carrée ont montré que les propriétés structurales (rugosité, texture, taille des grains), mécaniques (contraintes résiduelles). et électriques des couches dépendent des paramètres de dépôt et sont fortement corrélées au niveau de contamination. Par ailleurs le dopage ex-situ au phosphore (POCl3), montre que les couches obtenues ont une résistivité électrique comparable aux couches de polysilicium LPCVD (1mΩ.cm). Enfin, on note le rôle bénéfique du traitement de recuit RTA qui favorise la croissance de la taille des grains et améliore nettement la résistivité électrique des couches de polysilicimn RT-1 PCVD.
This work was devoted to the study of the deposition of polycristalline silicon films (polysilicon) obtained by low-pressure chemical vapor deposition in a coldwall RTP reactor (RT-LPCVD). Ths films were synthesized by premixed-silane decomposition (SiH4 /Ar : 10%) at variable pressures (l-5 mbar) and temperatures (600-800 C°). These conditions were choosen as a function of the single-wafer (SW) throughout requirements in the production scale. The deposition kinetics were performed on specimen of different sizes and revealed a radial reactive gas depletion inherent to the injection and extraction system geometry used in this study. SIMS analysis revealed the presence of contaminants (0,C) in the films. This contamination was attributed to the chamber thermal desorption during the deposition step. This phenomenon can be strongly reduced by lowering the process pressure and/or introducing a thermal desoprtion cycle before deposition. Grazing X-ray Diffraction, Transmission Electron Microscopy, and sheet resistance measurements all showed that the structural properties (Roughness, texture, grain size), mechanical (residual stresses) and the electrical properties of polysilicon films mainly depend on the deposition parameters and are well correlated to the 0-contamination level. Ex-situ phosphorus-doping (POC13) of the RTCVD polysilicon films showed electrical resistivity values comparable with conventional LPCVD ol silicon films (1mΩ.cm).
Mot(s) clés libre(s) : SILICIUM, RECUIT THERMIQUE RAPIDE, DEPOT CHIMIQUE PHASE VAPEUR, POLYCRISTAL, TEXTURE, MORPHOLOGIE, CONTRAINTE RESIDUELLE, RESISTIVITE ELECTRONIQUE, ELECTRONIQUE. ELECTROTECHNIQUE
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