Apport bénéfique des traitements par photons pour la réalisation de composants III-V de bonne qualité

Abstract

Résumé : Le développement d'une nouvelle source d'irradiations à éclairs modulable en longueur d'onde, a ouvert la voie à de nouvelles techniques de dépôt activé par photons. Ces techniques exploitent la possibilité pour certaines sources de fournir des irradiations combinées en ultraviolet lointain, en rayonnement visible et en infrarouge dans la gamme 160-5000 nm. Un paramètre important est la durée de l'irradiation impulsionnelle (inférieure à 30 microsecondes). La puissance de la source que nous décrivons ici dans l'ultraviolet lointain permet de réaliser à la fois le nettoyage, le dépôt et le recuit des diélectriques à basse température (<400 °C ) sur Si et InP. Nous décrivons plus particulièrement la réalisation de couches minces de SiO x N v peu hydrogénées et exemptes de radicaux OH et d'eau. Nous montrons que les qualités obtenues par cette technique sont intrinsèques aux mécanismes élémentaires des dépôts photolytiques. IntroductionLa réalisation de composants actifs micro-et optoélectroniques à base de semi-conducteurs III-V est motivée par les développements des réseaux de télécommunications optiques. Ces composants nécessitent la réalisation de couches minces diélectriques à base de silicium. Ces couches diélectriques ont un ensemble de propriétés physiques souhaitables afin de remplir toutes leurs fonctions optiques et électroniques Les procédés de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) pour la fabrication de couches diélectriques nécessitent typiquement des températures de substrat au-dessus de 700-800 °C. Les matériaux III-V étant moins robustes aux traitements thermiques que le silicium, les procédés de fabrication à basse température sont naturellement privilégiés, par exemple par les techniques à base de plasma et les procédés photochimiques. Par ailleurs, des réactions de dépôt par photolyse indirecte faisant usage de mercure en tant que médiateur pour la photo dissociation du protoxyde d'azote en présence du silane, ont montré, en dehors du problème de la pollution par le rncrcuie, l'existence des problèmes d'adhérence et de stoechiométrie [3]. Egalement, plusieurs publications ont montré la possibilité d'utiliser la photo-dissociation par une source à raie unique continue en ultra violet profond ( VUV ) comme technique de dépôt à basse température [4,[5][6][7]. Par rapport aux autres sources de photons, utilisées par exemple en photo thermie rapide (RT CVD), l'irradiation par VUV présente au moins trois avantages. Premièrement, l'ensemble substrat /diélectrique "voit" des températures beaucoup plus réduites. Le bénéfice immédiat est la Apport bénéfique des traitements par photons pour la réalisation de composants III-V de bonne qualité