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Despiau-Pujo, Emilie (2009) Gravure des semi-conducteurs III-V par plasmas inductifs chlorés. Doctorat Physique, Laboratoire de Physique des Plasmas, EP/X p.220.
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Résumé
Ce travail de thèse s’inscrit dans un domaine de recherche émergeant : la gravure par plasma pour la photonique et l’opto-électronique. La maîtrise des procédés de gravure passe par la prédiction des énergies et des flux d’espèces produites dans le plasma en fonction des paramètres de la décharge, ainsi que par la compréhension des mécanismes d’interaction plasma-surface. Ce travail aborde ces deux aspects au travers de modélisations fluides et de simulations atomistiques. Nous avons développé des simulations de dynamique moléculaire pour comprendre les mécanismes fondamentaux qui régissent la pulvérisation de deux semiconducteurs III-V (GaAs et GaN) par des ions Ar faiblement énergétiques. Cette étude numérique, confrontée à une série d’expériences, montre que la composition des matériaux bombardés est modifiée sur quelques dizaines d’angströms et que les atomes de Ga pulvérisés quittent la surface avec des énergies suffisantes pour endommager les flancs de gravure et briser les couches de passivation, notamment dans les procédés dominés par bombardement ionique. Nous avons également travaillé sur des simulations fluides (bi-dimensionnelles et globales) pour comprendre la dynamique des décharges inductives chlorées et étudier le transport des espèces au sein du plasma. Des confrontations modèle/expérience montrent que le modèle fluide 2D surestime les densités des particules chargées mais prédit de façon satisfaisante la composition neutre et ionique du plasma. Le modèle global constitue le premier pas vers une modélisation du régime basse puissance des plasmas inductifs chlorés ; il nous a permis d’étudier les instabilités qui se développent à la transition E-H.
| Type d'EPrint: | Thèse (Doctorat) |
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| Directeur de Thèse: | Chabert, Pascal |
| Date: | Octobre 2009 |
| Jury de Thèse: | Boeuf, Jean-Pierre et Bourdon, Anne et Chabert, Pascal et Drévillon, Bernard et Dussart, Rémi et Lieberman, Michael A. |
| Ecole Doctorale: | ED 447 ECOLE DOCTORALE DE L'ECOLE POLYTECHNIQUE |
| Discipline: | Physique |
| Fonds: | Ecole Polytechnique (EP/X) |
| Institution: | EP/X |
| Laboratoire: | Laboratoire de Physique des Plasmas |
| Sujets: | 2. Sciences et technologies de l'information et de la communication 5. Mécanique des fluides et énergétique 3. Physique, optique |
| Mots-clés libres: | Gravure plasma, Photonique, Plasmas inductifs chlorés, Interaction plasma-surface, Pulvérisation, Modélisation fluide |
| Code ID: | 5582 |
| Déposé par : | Emilie DESPIAU-PUJO |
| Déposé le : | 25 Novembre 2009 |
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