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Dépôt de couches minces par plasma haute densité à basse press influence de l'injection de silane sur la cinétique du dépôt et le propriétés de la silice.
Il s'agit de dépôt de silice utilisant le silane et l'oxygène dans un système plasma haute densité. L'influence des paramètres du procédé et du système d'injection du silane sur les propriétés des matériaux sont étudiés par ellipsométrie spectroscopique, spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier, spectroscopie de transmission et microscopie à force atomique. On étudie la phase gazeuse par spectroscopie d'émission optique et spectrométrie de masse quadripolaire avec pompage différentiel. La création de l'eau dans le système et son incorporation dans les couches pendant le dépôt sont étudiées utilisant l'injection du silane par jet capillaire. L'absorption du Si-OH dans les couches est mesurée en différentes positions sur le substrat. Les simulations de flux de gaz par la technique simulation directe Monte-Carlo sont utilisées pour étudier le flux des espèces sur le porte substrat. On a trouvé que le flux de l'eau est uniforme tandis que le flux de silane varie sur le porte substrat, ce qui explique la faible quantité de silanol dans la couche dans les régions déposées à grande vitesse. Une comparaison entre les résultats expérimentaux et les simulations montre que les systèmes plasma haute densité peuvent seulement être considérés comme bien mélangés quand il n'y a pas une élimination rapide des espèces en phase gazeuse.

2008-10-17
Physique, optique
Ecole Polytechnique
Hdp cvd – Pecvd – SiO2 – Couches minces – Ellipsométrie
Deposition of thin films in a high-density low-pressure plasm system: the influence of the SiH4 injection on the depositio kinetics and material properties of SiO2.
In this thesis, the deposition of silica films from silane and oxygen in a high-density plasma system is investigated. The influence of the process parameters and silane injection system design on the material properties is studied using spectroscopic ellipsometry (SE), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), transmission spectroscopy and atomic force microscopy (AFM). The gas phase is analyzed using optical emission spectroscopy (OES) and differentially pumped quadrupole mass spectrometry (QMS). The creation of H2O in the system and its incorporation into the film during deposition is studied using capillary jet injection of the silane precursor and measuring the Si-OH absorption in the deposited film at various points on the substrate. Gas flow simulations, using the Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) technique, are used to model the fluxes of the species ont! o the substrate plane. The simulation shows that the flux of H2O onto the substrate holder is uniform while the silane flux varies along the substrate holder, which explains the experimentally observed lower level of silanol in the deposited film in the regions that have a high deposition rate. A comparison between the experimental and simulation results leads to the conclusion that high-density plasma deposition systems can only be considered as well mixed when no rapid removal of the gas phase species, such as SiH4, is present.
Hdp cvd – PECVD SiO2 – Thin films – Ellipsometry
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