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Gravure plasma du CdHgTe : étude de précurseurs non conventionnels pour application aux détecteurs infrarouges hautes performances de très faible pas
Ce travail de thèse est consacré à l étude de nouveaux mélanges gazeux pour la gravure plasma du CdHgTe, à savoir : CH NO /H /Ar, CH OH/H /Ar et CH /NO /H /Ar. L objectif est de graver sans polarisation du substrat pour limiter l énergie déposée sur les surfaces gravées. Une première partie portant...
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| Auteurs principaux : | , , , , , , , , |
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| Collectivités auteurs : | , , |
| Format : | Thèse ou mémoire |
| Langue : | français |
| Titre complet : | Gravure plasma du CdHgTe : étude de précurseurs non conventionnels pour application aux détecteurs infrarouges hautes performances de très faible pas / Jordan Piet; sous la direction de Christophe Cardinaud et de Aurélie Girard et de François Boulard |
| Publié : |
2019 |
| Note de thèse : | Thèse de doctorat : Plasmas froids : Nantes : 2019 |
| Conditions d'accès : | Thèse confidentielle jusqu'au 15 novembre 2029. |
| Sujets : |
| Résumé : | Ce travail de thèse est consacré à l étude de nouveaux mélanges gazeux pour la gravure plasma du CdHgTe, à savoir : CH NO /H /Ar, CH OH/H /Ar et CH /NO /H /Ar. L objectif est de graver sans polarisation du substrat pour limiter l énergie déposée sur les surfaces gravées. Une première partie portant sur l analyse de ces plasmas par sondes électrostatiques et spectroscopie d émission optique a permis de montrer que la substitution de nitrométhane ou méthanol au méthane a un effet sur la composante chimique de la gravure. Pour ces nouveaux mélanges hydrocarbonés, l apparition de molécules telles que CO et CN est corrélée à l annihilation du dépôt spontané de polymère. La seconde partie, consacrée à la gravure du CdHgTe avec ces nouveaux précurseurs a prouvé la faculté de graver sans polarisation du substrat avec les mélanges CH NO /H /Ar et CH /N O/H /Ar et ainsi réduire les dommages engendrés au matériau, notamment la rugosité en surface. Une étude plus poussée de la gravure en mélange CH /N O/H /Ar montre notamment une augmentation de la vitesse de gravure pour les faibles polarisations jusqu à un certain seuil, avant qu elle ne stagne, correspondant au passage d une gravure à dominance chimique à une gravure à dominance physique. De plus, la rugosité est indépendante de la puissance d excitation du plasma, de la température du substrat ainsi que de la durée de gravure. Enfin, la gravure de tranchées a permis de mettre en évidence la gravure chimique et isotrope à faible polarisation avec les mélanges CH /N O/H /Ar et CH NO /H /Ar mais qui, à plus forte polarisation présente une meilleure passivation latérale que les gravures en plasma CH /H /Ar. This thesis investigates new gas mixtures for HgCdTe plasma etching with the objective to etch without substrate polarization : CH NO /H /Ar, CH OH/H /Ar and CH /NO /H /Ar. A first part on the analysis of these plasmas by electrostatics probes and optical emission spectroscopy shown that the substitution of methane by nitromethane or methanol has an effect on the chemical component of the etching. For these new mixtures, the formation of molecules such as CO and CN is correlated with the annihilation of the polymer deposit. The second part, about the etching of HgCdTe with these new precursors proved the ability to etch the substrate without bias with CH NO /H /Ar and CH /N O/H /Ar mixtures and thus reduce the material damages, especially the surface roughness. Further study using CH /N O/H /Ar plasmas shows in particular an increase of the etching rate at low bias up to a threshold, before it stagnates, corresponding to the transition from chemically dominant etching to physically dominant etching. In addition, the roughness is independent of the plasma excitation power, substrate temperature and etching time. Finally, trench etching revealed the chemical and isotropic etching at low bias with CH /N O/H /Ar and CH NO /H /Ar mixtures, but which, at higher bias, has a better lateral passivation than CH /H /Ar etching process. |
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| Variantes de titre : | HgCdTe plasma etching : study of unconventional precursors for high-performance infrared detectors processing |
| Notes : | Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Matière, Molécules et Matériaux (Le Mans) Partenaire(s) de recherche : Institut des Matériaux Jean Rouxel (Nantes) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Sophie Bouchoule (Président du jury) ; Sarah Petit, Arnaud Pageau (Membre(s) du jury) ; Rémi Dussart, Laurent Le Brizoual (Rapporteur(s)) |
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