NantilusÉlaboration de couches minces diélectriques d oxydes de titane et de silicium à forte permittivité et indice optique par procédé plasma PECVD basse pression
Cette thèse est consacrée à l élaboration de matériaux diélectriques à basse pression (0,4 mbar) et basse température (<100 °C), sur silicium, par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma RF (PECVD) à couplage inductif (ICP) en modes continu, puissance plasma pulsée et injection pulsée d...
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| Collectivités auteurs : | , , , , |
| Autres auteurs : | |
| Format : | Thèse ou mémoire |
| Langue : | français |
| Titre complet : | Élaboration de couches minces diélectriques d oxydes de titane et de silicium à forte permittivité et indice optique par procédé plasma PECVD basse pression / Stéphane Elisabeth; sous la direction de Agnès Granier ; co-encadrante de thèse Michèle Carette |
| Publié : |
2015 |
| Description matérielle : | 1 vol. (238 p.) |
| Note de thèse : | Thèse de doctorat : Sciences et matériaux Plasmas et couches minces : Nantes : 2015 |
| Disponibilité : | Publication autorisée par le jury |
| Sujets : | |
| Documents associés : | Reproduit comme:
Élaboration de couches minces diélectriques d oxydes de titane et de silicium à forte permittivité et indice optique par procédé plasma PECVD basse pression |
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| 310 | |a Publication autorisée par le jury | ||
| 314 | |a Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Matériaux, Matières, Molécules en Pays de la Loire (3MPL)(Le Mans) | ||
| 314 | |a Partenaire de recherche : Institut des Matériaux Jean Rouxel (IMN) (Nantes) (Laboratoire) | ||
| 314 | |a Autre(s) contribution(s) : Maryline Guilloux-Viry (Président du jury) ; Philippe Supiot, Antoine Goullet (Membre du jury) ; Angélique Bousquet, Luc Stafford (Rapporteurs) | ||
| 320 | |a Bibliogr. p.221-231 | ||
| 328 | |b Thèse de doctorat |c Sciences et matériaux Plasmas et couches minces |e Nantes |d 2015 | ||
| 330 | |a Cette thèse est consacrée à l élaboration de matériaux diélectriques à basse pression (0,4 mbar) et basse température (<100 °C), sur silicium, par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma RF (PECVD) à couplage inductif (ICP) en modes continu, puissance plasma pulsée et injection pulsée des précurseurs. Les diélectriques étudiés sont des oxydes à base de titane et de silicium (TiO2 et TiSiO) déposés dans des plasmas O2 à forte dilution des précurseurs de titane (TiPT, tetraisopropoxyde de titane) et/ou de silicium (HMDSO, hexaméthyldisiloxane). Une première partie est dédiée à l étude des couches minces d oxyde mixte de TixSi1-xO2 aux propriétés modulables. En fonction du débit de précurseurs, une large gamme d oxydes (x=0,1 à 0,82) est accessible, d indice optique ajustable de 1,45 (SiO2) à 2,5 (TiO2). La composition des films, la morphologie et les propriétés optiques ont été déterminées respectivement par analyses XPS, microscopies (MEB et MET) et ellipsométrie. Les couches de TiO2 sont fortement cristallisées alors que celles de TiSiO sont amorphes et non colonnaires pour x < 0,53. Les propriétés électriques des couches TixSi1-xO2, évaluées par C(V) et I(V) à 1MHz, semblent intéressantes pour la réalisation de capacité MIM : permittivité, k=7 ; courant de fuite <10-6 A.cm-2 @2,5MV.cm-1) pour x=0,33. La deuxième partie explore deux nouveaux modes de dépôt : puissance RF pulsée et injection pulsée des précurseurs. Le premier mode permet de réduire la température de dépôt à 50°C tout en conservant de l anatase à forte activité photocatalytique dans le TiO2. Le second mode permet de créer des nanoempilements d oxydes de composition différente. | ||
| 330 | |a This work is devoted to the synthesis of dielectrics material at low pressure (0.4 mbar) and low temperature (<100°C), on silicon substrate, by inductively coupled plasma enhanced chemical vapour deposition (ICPPECVD) in continuous, pulsed power and pulsed precursor injection mode. The studied dielectrics are silicon and titanium based oxides (TiO2 and TiSiO) deposited by O2 plasma with high diluted rate precursor for titanium (TTIP, titanium tetraisopropoxide) and/or silicon (HMDSO, hexamethyldisiloxane). The first part is mainly focused on the study of mixed oxide thin films TixSi1-xO2 with adjustable properties. Versus precursor flow rate, a wide range of oxide TixSi1-xO2 (x=0.1 à 0.82) is reachable with variable optical index from 1.45 (SiO2) to 2.5 (TiO2). The composition of the films, the morphology and the optical properties was determined respectively from XPS analysis, microscopy (SEM and TEM) and ellipsometry. TiO2 thin films are highly crystallised whereas TiSiO thin films are amorphous and non-columnar for x<0.53. Electrical properties of TixSi1-xO2 thin films, evaluated by C(V) and I(V), seems to be interested for MIM capacitor fabrication : high permittivity, k=7 with low leakage current <10-6 A.cm-2 @2.5MV.cm-1. The second part explore two new deposition mode: pulsed RF power and pulsed precursor injection. The first mode allows us to reduce the deposition temperature at 50 °C while keeping anatase phase with high photocatalysis activity. The second mode allows us to create nanostacked oxide with different composition. | ||
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| 541 | | | |a Synthe sis of dielectrics thin layer of titanium and silicon oxide with high permittivity and optical index by low pressure PECVD plasma Process |z eng | |
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