Abstract FR:

L’épitaxie sous vide permet d’obtenir, pour des températures comprises entre 700°C et 800°C, des couches de silicium de qualités comparables ou supérieures à celles obtenues par dépôt chimique à 1000°C. Cette faible température d’épitaxie doit permettre d’élaborer des couches à gradient de dopage hyperabrupt. Pour exploiter ces propriétés attractives il convient de disposer d’une technique de dopage autorisant une large dynamique (1015-1019cm-3), un contrôle de la concentration des dopants et des gradients de dopage de l’orare de 10A par décade. Les sources à effusion classiques répondent imparfaitement à ces impératifs. Nous avons donc étudié les possibilités des sources d’ions miniatures. Le travail comporte deux parties: dans la première, nous avons construit une installation d’épitaxie sous vide et étudié la qualité cristallographique, physico chimique et électrique des couches à dopage uniforme de Bore obtenu par transfert du dopant de la source de Silicium évaporée; le rendement de transfert est 6%. Dans une seconde partie nous avons construit une source d’ions Arsenic du type «Reflex Electrostatistique à Cathode Chaude» et dopé les couches épitaxiées par implantation des ions Arsenic à 1000eV en cours de croissance. Les couches ont une planéité et une cristallographie satisfaisantes. La dynamique de dopage s’étend de 1017 à 2x1019cm-3. Les gradients de dopage ont pu être évalués à 60 A/décade. Les concentrations d’Arsenic trouvées par Analyse SIMS sont en bon accord avec les valeurs calculées à partir du courant ionique incident et de la vitesse de croissance (tout l’Arsenic implanté est incorporé) et avec la concentration des porteurs déduite des mesures électriques (tout l’Arsenic est électriquement actif). Le dopage par implantation d’ions semble donc répondre aux exigences de dynamique, contrôle et gradient de dopage désirées