Abstract FR:

Les dépôts LPCVD de silicium partiellement oxydé (SIPOS) sont utilisés dans l'industrie de la microélectronique pour la fabrication de transistors bipolaires de puissance. L'influence des paramètres d'élaboration sur la microstructure de ce matériau, et donc sur ses propriétés d'usage, et la complexité des mécanismes physico-chimiques intervenant au cours du dépôt rendent sa maîtrise industrielle délicate. Un travail axé à la fois sur la modélisation cinétique du procédé de dépôt et sur la caractérisation structurale du matériau a donc été entrepris. Dans un premier temps, une campagne expérimentale sur site industriel a permis de déterminer, en fonction des paramètres opératoires sélectionnés, les caractéristiques globales des couches de SIPOS, (vitesse de dépôt et concentration en oxygène des couches), et d'évaluer l'uniformité du dépôt aussi bien sur la surface d'une même plaquette, qu'entre les nombreuses plaquettes traitées par opération de dépôt. D'un point de vue pratique, ces résultats expérimentaux ont abouti à une optimisation du procédé et à une augmentation de la productivité des équipements de production. Grâce à cette base de données, un schéma réactionnel regroupant les réactions chimiques impliquées au cours du dépôt a été établi, et les cinétiques associées calculées. Ces mécanismes ont été incorporés dans deux codes de modélisation numérique, CVD2 et ESTET, prenant en compte les phénomènes aérodynamiques et les transferts de matière intervenant dans l'enceinte du réacteur. Les résultats des simulations ont permis de progresser dans la compréhension et la maîtrise du procédé. En parallèle, une étude de la microstructure du SIPOS, menée dans le cadre d'un groupement de travail pluridisciplinaire, impliquant de nombreux laboratoires de recherche, a révélé l'influence capitale des recuits post-dépôts, par l'utilisation conjointe de diverses techniques, telles que la spectroscopies des rayons X et la microscopie électronique en transmission.