elaboration et caracterisation des contacts metal

..
It.
Il
ý1ý.)1
H"Plildl'1ll'
......
(,If J' ;,
)-'Iý1
,,_,
'
ý)ý
_;:
.
..j_;(..
l,:
ý
ý1
;'",,ý.J,..Jjil;
-.00-
UNIVERSITE
CONSTANTINE
DE
-'0'-
INSTITUT
DE
--.0,,--
DEPARTEMENT
PHYSIOUE
D'ENERGETIOUE
-'0'-
ELABORATION ET CARACTERISATION DES
CONTACTS METAL - SEMICONDUCTEUR
AI- Si
PAR:
Prèsentée
Abdeslam
Devant
President
Universite
Constantine
Promoteur
C. Universite
Constantine
Promoteur
C. Universite
Constantine
Examinateur
C. Universite
Constantine
Examinateur
Mme. C. KENZAI
Prof.
Mr.
A. CHARI
Mr, V. GUEORGUIOU
M
M
C
.
.
.
JURY
Constantine
M.
C
Le
Universite
Mr M. RAMRAM.
Mr. A. ZAMOUCHE
HAOUAM
.
Soutenue
Le
1
Juillet
1990
c:
I-I.
ý
I
I
I
I
I
I
I
I
I
.'
.
?
i.,.
it
L:.
.
I
.
r
I
-
C
.Notion
breuses
le
ce
concernant
études
transport
et
des
I
I
sur
l'étude
mécanismes
lution
métal-semiconducteur
depuis
une
porteurs
à
efforts
les
formation
de
la
théorie
-
La
technologie
sur
pas.
axés
surtout
pour comprendre
Ceci
barrière.
le
sont
recherche
l'interface
de
la
forýtion
de
l'évo-
permettre
va
les
D'une
-
De
à
la
et
ohmiques.
contacts
physico-chimiques
du
l'
in-
l'influence:
examinerons
surface
de
semiconducteur.
l'interdiffusion métal-silicium.
les
contacts
notre
étude,
Sur
de
d'oxyde
couche
Schottky
nous
et
barrière.
la
études
ces
ýtaJ-semiconducteur
-
de
diodes
des
Nous ýntionnerons
support
de
théorie
la
ýrque
nom-
de
:
-
terface
barrière
impor-
points
l'objet
fait
a
d'années
dizaine
la
les
métal-semiconducteur.
contacts
des
physico-chimique
de
de
théorie
contre,
Par
rappellerons
nous
chapitre,
la
couple
Le
ýtal-semiconducteur
contact
de
ý)ans
tants
-
PREMI ER
HAP I TRE
1.1
4
chnologiques mis
en
Al-Si
nous
auvre
(n)
ferons
pour
les
et Al-Si
(p)
synthèse
une
réaliser,
et
ont
qui
de
s
des
été
moyens
Je
te-
résultats
obtenus.
Nous
les
recuits
dépot
et
détaillerons
appliqués
après
pour
au
par
la
contact
alliage
des
suite
les
résultats
métal-semiconducteur
contacts.
publiés
avant
sur
le
I
- )-
I
c r+:>:
orýtion
J[-
de
Quand
i
se crée
J
dcb'a r
r
i
on
met
contact
en
discontiýuité
une
ère
barrière
la
con
s
écu
ive
t
dû e
et
un
s
Snl
c
potentiel en su;face.
de
à
un métal
I a
ln
i
5
con tac!
e r.
e
est
onduc
t e
hauýýýr
La
n r. é epa
cj 0
l'apression
I
(Jbn
travail
ý:
5:
La
I
.,--::.-l.ls"sques
-
.
,
,..--
hauteur
X
0n
-
de
sortie
ý
du métal.
électronique
affinité
barriýre
de
semiconducteur:
du
dépcnd
ne
deux materiaux
des
-qTsý
ý
=
mis
des
que
propriétý:
contact.
en
Ec
t--- -- --Ef
.,
,
It----Ev
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-. /.
"
.- -
.. -
-
-
- -
-
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L
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,\,.)
......
,
'0
-
.)
"
"
r
Dia ý r arrme
i
dé.:i
I
Je s
b ý n de
Métal-semiconducteur
Diaprés
(a)
':n
avant
:ait,
la
et
théorie
(b)
cette
...
)
ç' é r. .; "
5
ý
ý
c
..' u..
=
or: tac
t
Cn)
de
après
Schottky.
le
situation
ýýtt.
contact.
i d
é
a
l
e
n'ý5t
l
'
_-::.iý
a
t t
u,:
e
L:
.
r
,
I
-
-
6
I
I
paisseur)
I
I
I
I
La
ii)
et
présence d'états
pýurýxpliquer
1201
la
les
états
de
surface
de
de
sortie.
surface
peuvent
distribution 'Jectronique du ýtal
superficielles ou de
puretés
(JO à
proposés
Bardeen
de
semiconducteur,
le
barriýre
de
deJ queues
distorsion du réseau
la
d'é-
A
par
hauteur
la
prévenir
dans
20
1201.
éxistants entre
écarts
différence des travaux
Ces
d'oxyde
ýtal-semi-conducteur.
l'interface
à
o
L'éxistence d'une couche
i)
des
la
im-
cristallin en
surfâce.
I
La
iii)
à
présence possible
J' interdiffusion
métal-semiconducteur
effectués pour auýnter
tact,
1.1.2.
ou
encore
Contact
terýdjajre
premier
a
en
évidence
en
énergie
et
par
modèle
par
J.
dans
la
même,
iJs
la
bande
de
intervenant
et
Iui-mêý
profonds
pièges
lors
pour
des
former
recuits
le
con-
1'21.
surface
de
canpte
Bardeen
de
d'une
1201
surface
qui
couche
a
d'oxyde
temps mis
en même
localisés,
in-
distribués
interdite.
ces états
peuvent
hauteur
niveaux
du métal
tenant
J'importance d'états
par am')
là
des états
été donné
Lorsque
atomes
l'adhesion
provenant du matériau
réal. Rôle
Le
de
sont en
fixer
de
la
densité
importante (Os>
position du niveau
barrière.
de
I
10
Fermi
3
-
7
-
Er
------------ý-----tv
I
I
I
I
Pigure
(n)'réeJ.
1.2.
.
t.G
I
L'expression
I
.....
I
I
I
=
l'
(.
avec
Diagrarrme
de
ftn-
=
bandes
hauteur
la
')( .)
-t
des
(1
+
ýi
I
(ýi
-
barriýre
de
)
ý
+
d'énergie
(
q
El
'D.
-
d'un
alors:
est
_.
)
0
).
Contact
I
I
-
Où
est
ý
la
surface
jusqu'à
ce
niveau)
éi
caractéristique
niveau
le
quand
(
-
8
est
éléctriqueýnt
sont respectivement
et'
paisseur
la
états
des
neutre,
ils
surface
de
sont occupés
constante diélectrique et
l'é-
l'oxyde.
de
I
Ds:Ja
densité
La
dépendance
I
I
I
fiée. une
d'états
linéaire
résultats
les
Pour
i)
veau
de
obtenu
Fermi
aussi
en
niveau
au
la
ii)
ditions
1.1.3.
un
valeur
une
surface
jouent
densité
la
rôle
de
densité
et
d'état
telle
puis
départ,
qu'à
ce
que
et
la
fait appa-
de
sortie
le
niveau
de
un
ancrage
un
la
état
ni-
donneur.
barrière
Fermi
du
peut être
du métal
vient
de
sur-
se placer
de
structure de
profondeur de pénétration de
la
définition quantilative des
l'état
con-
Fermi.
l'interface
le
métal,
les
l'interface en cours
J'interface puisse
Cette
type donné,
suffisante,
est
que
similaire dans
de
d'interface
l'état.
lorsqu'on dépose
de
véri-
plus
les états
accepteur qu'avec
état
d'ancrage du niveau
Fonmation
de
travail
du
un
n'est
161.
semiconducteur
avec
joué par
ý
profondeur de pénétration)
suivants
fonction
en
bien
Si
face prend
un
avec
de ýn
systématique du rôle
étude
(position énergétique densité,
vaitre
surface.
de
être
évolution se fait
en
propriétés de
de
forýtion
considérée comme
la
surface
évoluent
jus-
stable.141.
plusieurs étapes:
I
-
f
a
i
b
J
e
pou
vrement
inférieur
ques
(
niveau
que
le
de
la
quantité
couche
présente
effets
e
tin
COll
dýpendent
de
au
à
u
I
I
fait que
lorsque
dépots
J'évolution
du ýtaJ,
cohésion
de
TO ..""
dépôt,
déposé
propriétés
de
l'interface
des
elle
car
dépot
Cette
à
(r e COli
-
en-
directe
therrnodyný,sIc)
du
et
).
induit
l'ancrage
déja
monocouche
reste
P'li'
insuffisante
encore
métalliques.
sont
traitements
diffusion,
de
qui
des
l'interface
le
ace
liées i
la
structure
de
éventuels.
thermiques
d'électromigration
sont
importants
phase.
Les
terface
f
données
des
J'interface
I
I
sur
a
1
l'interaction
de
travers
des
et
de
Formation
c)
lJ
première
la
du métal
métallique
durant'cette
Cl
importante,
de
propriétés
les
i
cs'
dý nýtal
quantitý
la
Fermi.
Fonmation
les
la
phase
J
phase
monocouche).
dýi
(vjte"ý
b)
dépot
tal
ITIý
condensation
de
une
cette
surface
de
paraýtres
C'est
du
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une
à
sites
et
chaleur
d'autres
Durant
caractéristiques
atoýs
tre
diJuêe
don ne run
r
les
I
I
Phase
a)
-
9
température
stabilité
contribuent
contraintes
n'atteint
atteint
ambiante
suivent
une
plusieurs
peut
ou
dûes
au
la
fýrý3tion
désaccord
configuration
du
quasi
de
l'in-
réseau
stable
que
monocouches.
évoluer
accélérée
à
à
par
cause
de
la
traitements
diffusion
lent.
thermiques.
-
I
I
Si
dèle
I
de
I
I
Bardeen
et
Ds -_
""
si
MOdèles
1.3.
I
beaucoup
I
de
Si
à
qui
faible
-
blie
-
talliques
états
il
____
,
font que
sa
""
que
__
qJýOs»f,
ýdèle
de
ont
été
Pour
se
on
est
certain
un
est
croissance
du
traduit
est
fait une
supporté
Mo-
ý"
Schottky.
la
film et
des
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de
eý-
exem-
contre
aussI
ýis
parceque.
barrière
n'est
éta-
pas
monocouche.
l'apparition de ses propriétés
possibilité
répartition
résultats.
recouvrement
la
par
les
particulier
la
proposés
importante
de ýtaux,
à
par
fort
à
en
inférieur
une
par
rappel 1er
serie
contestée
nombre
dépot
le
fera que
ne
défauts
en
receýnt
représentativité
recouvrement
La
élaborés
des
existe
de modifier
des
d'écran
forýtion
de
charges
entre
Je
sIc
et
mé-
susceles
d'interface.
-
des
modèles
modèle
le
lorsque
ptible
=
0
pour
independante du métal.
barrière
une
chercheurs,
périmentaux,
ples
élevée
récents
D'autres
I
suffisement
,'est
Os
-
I I
Les
réactions
barrières
chimiques
dans
à
Jes
diodes
l'interface.
sont
netterr.ýnt modifiées
par
-
I
I
Si
dèle
I
Bardeen
de
si
I
I
MOdèles
1.3.
I
I
et
Ds -_.ý
beaucoup
de
Si
pé
rime
pIes
à
n
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-
-
talliques
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i
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en
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le
fera que
ne
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un
receýnt
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La
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des
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de
charges
entre
le
sic
et
mé-
susceles
d'interface.
-
des
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le
lorsque
ptible
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pour
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barrière
une
chercheurs,
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qui
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récents
D'autres
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suffisement
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Ds
-
I I
Les
réactions
barrières
chimiques
dans
à
les
diodes
l'interface.
sont
netteýýnt
modifiées
par
I
-
1.4:
AI
CClffACT
dans
1.4.1.
de
modèJe5
0b
Interface
AI/Si
i
tun
de
gaz
riations
de
cz,b.
Al
I
3
former
exées
structure
un
Si
de
On
valeurs
idéales
I
composé
se
dur ant
0,
a
e
exp!
pour
e
t
son
i ý:ucr
d
t
for ma
t
ion
alors
produira
à
l'interface
la
à
suite
de
la
forme:
de
erne n
t
t
C
,-
J
ý (:
û
)
con d u
cou che
e t t e
couche
ý.
I
cette
AI
réaction
une
-
-
A12 b)
Si
I
Si02
I
Si
I
I
Fig.
1-3:
Structure
r
c
i.r..
r
so'
i
t
Si
éi
.)
'
"
<.
"
A
i
,,,
"-1"
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I
I
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AI/Sio2
la
rédui t ainsi
et
A12 0,
rai
dec
dioxyde
le
vec
let
l'interface
à
obtiendra
de
l'aluminium
2
I
L'aluminium
Un
de
de
cou che
e
mo s ph ère
pour
proposés
02
réaction
La
pro d u
partir
à
été
ont
suit:
qui
ce
-
Si.
/
ýsieurs
variation
t 2
du
c
o-i
t a c t
"1
-
_oi
Si
rhJll'.el:e
-
Si
Oý
'J
-
1.4.2.
Interface
Sil
Les
a trno
s'phè
r
e
gaz pour
AI
+
facilement
On
la
seur de
la
les
peut
barrière Sb
JH
Sj/Siý
thermique sous
traitement
20
à
la
d'oxyde)
réactif
que
la
molécule,
sa-
pendantes.
liaisons
dire
plus
suite
est étroiteýnt,
couche
le
l'interface
à
H2---ýý2H
donner:
d'hydrogéne
l'atome
ture
pendantes du silicium
l'hydrogène durant
à
de
2
Si.ý
liaisons
sont passivées
-
et
de
liée à
à
expérimentaux, que
résultats
l'état
de
J'orientation de
surface
la
(épais-
surface
du
semiconducteur.
ALCINWANDEI31
a
silicuim orienté
montré
(111)
que
la
est plus
hauteur
élevée
de
barrière (ý)
que pour
le
Si
pour
orienté
le
(100)
I
I
I
I
I
J.5.
TJ:_PARAT
ýu
rapportées,
DE
SlRFACE
LA
d'exýiner
sur
-
l'influence des
caractéristiques
les
du
couches
d'oxyde
contact
ýtal-semicon-
natif
ducteur.
ou
paramètre
absence
en
ration
Dans
des
d'oxyde
condi1ionne cette
natif
associé
est
paragraphe, nous allons
ce
résultats
dans
parus
technologiques
interface
faire
d'élaboration
chimiques de surface.
Les
décapages
ioniques
-
Les
préparations particulières
-
Les
recuits
1.'.1. ýOya8e
et
synthèse
les
conditions
jet
moléculaire.
"
après
induit
composition diffère
les
adaptées
au
métallisation.
la
a
ý
été
et
constaté
une
traités
cuits
différentes
par
une
la
une
solution
couche
auýntation
solution
températures.
d'oxyde,
d'attaque et
électriques du contact
diminution du
une
toujours
suivant
caractéristiques
tillons
à
pendant
type de néaoyage
Il
barrière
brève
chimique
ce
fluence
une
utilisées sont
néttoyages
la
présence
contact.
du
Les
-
en
conditions d'élabo-
aux
littérature concernant
la
différentes méthodes
Les
dont
qui
contacts.
des
I
I
Ict.I
on vient
Le
I
'II
-
réalisé
systématique de
facteur
d'idéalité
d'acide
nitrique
n
et
des
inI
7
I
la
échan-
ensuite
re-
I
-
1.ý.2. Décapage
perturbation
matériau
des
dans
contacts
ý
à mettre
Traitement
"""
favorise
d
'
i
déa
j j
gaz
I
I
contrôlée
ou
I.
17
d'excellentes
et
17
mais
I
molé-
jets
par
propre"
8,
I
pendant
après
on
optimise
et
les
la
très
reste
métallisation
valeurs
(n)
y
en
a
dans
le
cas
une
du
facteur
22,
évolution
de
la
23
de
des
sont aýliorés
de
détaillée
une
sous atmosphère
l'aluminium,
gamme
21,
fonction
ionique
de
contacts
ces
d'une manière
thermiques
bombardement
une.
120,
traité
ont
traitement
de
par
de
dans
400°C.
Il
Al-Si
articles
observe
redressement
I
épi taxie
par
Schottky
du métal
techniques
de
et
1'6,
surfaces
ces
l'étude
par
té.
évaporation
300
du
évidence
en
surface"
une
thermique
l'adhérence
On
de
électroniques
thermique
Plusieurs
gý
une
oeuvre.
en
traitement
Le
sur
surface
la
contact
du
mise
donne
recuit,
un
surface
de
d'obtenir
caractéristiques
délicate
réalisés
de
à
caractéristiques
surface,
particulière
permet
I
I
Schottky
associé
mêý
des
zone de
la
préparation
La
culaires
ionique,
irréversible
Préparation
5.3.
-
ý
ionique
décapage
Le
1
contacts
que
les
par
un
Al/Si.
propriétés
recuit
comprise
température
de
postentre
I.
la
hauteur
de
barrière
du
contact
température.
I
On
saire
à
la
peut
considérer
forýtion
de
que
liaisons
le
recuit
apporte
chimiques
ou
l'énergie
pour
de
plus
nécésfaibles
I
f
I
I
I
r
-
températures,
vers
la
résiduel.
zone
permet
16
la
d'interface
-
diffusion
constituée
de
la
couche
métallique
essentiellement
à
d'oxyde
trl-
I
I
17
-
1.6
.-u._ýISltES
"
es
Ar
conducteur
DE
sont
-
TRN-iSPCRT
propriétés
A
M.Sc.
BARRIERE
lM
métal-sýi-
conduction d'un contact
de
déterminées pa&
le
mode
de
transport
qui
peut
A
etre
.
l'émission thermoionique d'électrons au
(1)
barrière
(2)
mécanisme prépondérant dans
(
haut de
L'émission de chýp
trons à travers
ml que
le
Ja
barrière
ou
(
la
de
la
Schottky).
diodes
L'émission thermoionique assistée par effet
d'électrons à travers
(3)
les
dessus
-
de
chý
barrière.
passage
par effet
prépondérant dans
tunnel
Jes
d'éléc-
contacts
oh-
s ) "
(.)
La
recombinaison dans
les
zones
charge
de
d'espace et
neutre.
(')
l'émission
thermoionique assistèe par effet
de
par pièges.
I
I
Vdo
"
electron
o
trou
ýýý------------Ev
.------------._---M
Figure 1-4
champ
et
-
La
diode
loi
Schottky
où
port
diminue
e
xci tés
de
est
forme:
I
Js=
A*
Ta
des
de
la
(qV/Ký
exp
exp
dopage
)
q
0
régit
-
1
bn
travers
à
le
et
barrière
dopage
pu iss e
i q u erne n t
n t
dans
une
(I)
'(2)
Ky)
peut modifier
largeur
la
s uf f i
s
emen
pas se
r
par
le mode
de
trans-
métal-semiconducteur.
structure
augmente,
courant
du
I
I
une
devient
passage
le
semiconducteur
Quand
the rm
-
(
du
porteurs
la
-
qui
Js
Le
8
empirique
=
J
J
de
la
zone
fine pour
t
e f
f
e
tun
t
ne
de
les
que
J
d
pré
s
ép
é
l
p o
du
r
t i o..
t e u rs
h au
t
barrière.
la
Figure
I
"
C
,. ,
I
,
,
,
I
I
.
I
,'''-,
,
i
,
,
,
,
I
,
,
;
,
i
,
,
I
I
I
I
"
,
I
It
i
,
I
C
N
I
ý
I-V pour
1017
I
I
,
,
:
------ý--ýý:_--,,
A
I
,
,
caractéristique
,
,
1.5
A
8
.
N::s
1018_
v
c
1019
des
an-3
1019an-3
an-!
duýages:
-
L'émission
chýp
peuvent
tan tee
s'
t
seni-empirique
où
n
de
couches
:
est
facteur
le
peut
champ
la
f
l
relative
de
d'éJectrons
courant-tension
gu'r e
-
-k-
de
résul-
I.V
être
dessus
prédite
(1-6).
I
Figure 1-6
qV I
)
(3)
KT]
de
force
la
tunnel.
l'aquation
utilisé
l'émission
all
1
rend compte
Il
retrouve
J'unité
effet
(
l'effet
à
tée
par
effet
par
caractéristiques
de
rapport
contribution
donnée
assistée
et
on
la
relation
d'idéaJité:
l'unité
sure de
de
r
exp
à
n
La
des
égal
de
par
-
)
J'interface
à
est
il
V/r«l'
(q
l'écart
I
l'émission
12 li.
Quand
par
et
coexister.
exp
lýge,
-
thermoionique
expression
Une
19
(1).
comrrý une
thermoionique
de
par
la
AinSl
me-
assis-
barrière.
l'équation
(l)
est
-
Lors
duit
le
de
n
de
contacts
réels,
on
a
intro-
.
I
=
n
.
caractérisation
la
facteur
20
11n
J
"'bv
d'une
diode
idéale
de
r
peut
aussi
barrière
avec
la
Le
entre
selon
réelle
d'une
contact
r
r
I
I
thermo
l'interface
métal
loi
compte
polarisation,
ce
des
variations
qui
peut
La
la
surface
passage
émission
et
le
un
-
sc
joue
de
la
hauteur
des
être
justifié
par
la
ohmique.
ce
cas,
on
ne
mais
parle
de
plus
d'un
formation
du
sIc
porteurs
d'une
par
contact
couche
effet
hauteur
de
résistance
(
à
de
d'oxyde.
couche
d'idéalité,
facteur
rendre
r
r
r
r
exponentiel
comportement
la
la
où
le
négligeable.
Dans
de
diode
On
présence
1.6.2.
définie
d'une
comporteýnt
rôle non
l'écart
représente
Qui
..n. an'
ohmique
forteýnt
repose
dopée
sur
qui
tunnel.
--Ef
ý------------Ev
ou
par:
)
ý------Ec
- - - -
définie
contact
de
barrière
de
_------Ev
l'obtention
favorise
le
r
r
r
-
Cette
couche
-
21
fortement
métallique par diffusion,
Les
siliciwn.
techniques
On
encore
peut ýtre
crýe
implantation ionique
sont
après
a
I
dopant
technologie
ther-
permettent de faire diffuser
et semiconducteur,
mais el les exigent que
l'un dans
l'autre
du métal,
recuit
par
laser.
semiconducteur on contienne
du
surdopage modjfje
Le
montré
dýpot
traitement
le
Ces méthodes
mèt
le
épJtaxie.
développées en
largement
dýpot
ou
avant
par
ctassique ou encore
mique
dopýe
sur
la
figure.qui
Je
l'élément
diagramme
le
métal
agissant
soi
comme
énergétjque comme
jJ
t
un
tel.
est
suit.
"(ýbn
;776 ý- _-....
sc
M
---
,
-
-Ef
sc
M
r
r
r
Le
temps
que
la
semjconducteur devient
barrière.amincit,
trons par effet
tunneJ.
ce
dégénéré dans cette
qui
favorise
le
zone en même
passage
des éléc-
-
22
-
r
HAP
«
T
I
R
II
E
r
r
r
Dans
ratives
rassemblé
à
I
I
f
concernant
structures
les
bien
techniques
notre
substrat
nous
ont
gène;
d'autre
pe
traitement
premier
En
mises
en
études
compa-
général
en
et
avon5
nous
lieu
pour mener
oeuvre
recuit
effectuer
des
thermique
rapide,
de
critères
les
traitement
un
situ
surface
la
de
choix
chimique
qUI
de
d'hydro-
sous atmosphère
recuits
AI-Si.
structure
la
sur
in
traitement
de
part
thermique
part
recristalliser
du
d'une
proposer
à
arrlené
les modes
insistant
(silicium)en
un
pour
semiconducteur
expérimentales
présenterons
surface,
et
deux
étude.
Nous
du
évoquer
particulier.
en
Si
-
allons
métaJ-
contact
le
AI
les
nous
chapitre,
ce
(classique
et
rapide)
donnerons
le
princI-
Nous
niveau
réalisé
au
dans
premier
du
laboratoire
de
Physique.
des
de
l'avons
nous
Comme
nécéssite
interfaces
la
vu
mise
en
le
oeuvre
de
J'étude
chapitre,
nombreuses
méthodes
caractérisation.
Nous
présenterons
chimique
ainsi
posants
obtenus:
Schottky
tacts
et
une
ohmiques.
que
les
caractérisation
la
les
alors
caractéristiques
méthode
de mesure
par
diverses
analyses,
électrique
Iý)et
CV
physico-
appliquée
pour
extrapolation
aux
les
diodes
pour
les
cý-
con-
I
r
r
-
Il.
I.
/7
-
PULVERI SATICfII CAnDllÇUE
A
/7
sous
21
vide.
pulvérýation
a
fonctionne
Il
cathodique est un procédé
froid,
à
Il.1.1
tous
types
les
de
-
Une
-
Un
-
Une
ýtèriaux
siýle
ou
composé.
de
pulvérisation
comprend:
enceinte de dépot
groupe
de
pompage
d'alimentation.
armoire
Principe de fonctionnement
principe de fonctionnement
Le
né
1
Description
L'installation
Il.1.2.
sous
plasma luminescent,
10-3à
torr.
de
Il 'permet
en
atmosphère de gaz sous pression de
déposer
dépot
de
ceinte
vide
à
Le ýtériau
(11.1).
figure
en
sous
forme
paisseur et de diýnsions
til Ion
à
r
r
ecouv ri
Cette
à
la
plaque
de
sensiblement
est
porte
ýsse,
est don-
pulvèrisation
dans
introduit
est
déposer
à
celles
de
l'end'é-
quelques milliýtres
égales
à
fixée
une
sur
l'échan-
tension
une électrode
refroidie
négative de
à
substrats sont généraleýnt
Les
la
,
cible
cathode), qu'on
tenue
r
d'une
à
de
portés
disposée parallèlement
à
la
3
par
cible
5
la
Kv.
l'anode
à
(
ýin-
quelques.cen-
timètres.
Les gaz à basse
par un champ
pliquèe
entre
électrique
les
deux
préssion
intense
(
I
(crée
élèctrodes;
la
à
10-3
torr),
par une
cible
et
sont
tension
ionisés
continue ap-
l'échantillon),
-
24
-
Plateau
porte-cibles
de
-
Vanne
pour
d'air
entrée
Vanne
et
I
la
dépôt
1ý
entre
chambre
sas
T
-
I
Vanne
Vanne
ýý,
I
Pompe
Pompe
pri.aire
I
Pompe
primaire
Fig.
Il
-
1
-
la.
à
diffusion
d'huile
(PS)
-
25
-
-i
't.,.,".
C·"]""('-"."
.L"
.:
b
,.
e_cc
ý
...
j
g
.;
I
:,ons
Photons
secondaires
I
,,.
J'
-,
Particules
ncýtres émises
par la cible (95%)
Particules
chargées (5%)
positifs
incidents
tons
I
Parties
Pil:,tieJ cl' ar-gé
e s
výnant
cible
de
la
10ns)0
et
du
,,ý
[
,0
dé<:hat1111. /'.
A
ýarZglc'C
pý
venll1
neutres
la cible
de
Il
·
Substr",ý'
Fig.II-I- b.
;!1
-',
(Î-:'
poaurtiC'S
ré::-:'rchies
ýé:":0rýées
-
conductiýn
ýant
minimâles
tenir
I
on
atteint
de'
Les
r
n'y a aucune
apparait un courant
il
dit
génération d'élèctrons secondaires destinès
conduction dans
et
il
·cou-
à
entre-
décharge.
la
r
seuiJ
ce
Les élèctrons et
I
tension
norýleft. Celui-ci correspond aux conditions
décharge
de
de
"
Quand
r
d'un certain seuil
dessous
Au
-
26
champ
le
ions
les
ions
se
meuvent
par djffu5ion et
par
élèctrique.
accéléres viennent
fortement
frapper
la
cathode
donnent naissance à deux effetsl
pulvérisation.
-
La
-
L'émissi'on d'électrons
secondaires qui entretiennent
la
décharge.
Il.
2.
Evaporation
sous
vide
L'évaporation
sous
vide
est une
technique de dépot
couches minces, elle procède par condensation
tériau à déposer sur le substrat à recouvrir.
Sa mise
en
Mise sous
10-3 torr.
-
J'ordre
-
haute
-
oeuvre
comporte trois phases:
vide
J'enceinte de dépot
Evaporation
température
(
la vapeur
de
de
Condensation
du
de
matériau
J'ordre
de
de
vapeur
à
J'aide ý'un
lOCO·C).
sur
Je
substrat.
à
une.
des
duý-
pression de
creuset chauffé
à
-
I
Sch4..
I
27
-
.ynoptique
d@
l'ýYaporateur
à
effet
joule
I
Chambre
d'évaporation
I
d'air
I
Vanne
de
pompaae
I
secondairý
I
fjompe
I
-ion
(vide
à
press
d'hui
second-
-4.l.re)
ýý
r
IT
Vanne
Pompe
entre
P.P et
P.S.
Echantillon
(substrats)
"'--+-_
Cache
mobile
Métal
(ou
à
écran)
évaporer
Creuset
amenant
courant
Fil
Vers
Fig.
la
pompe
Il.
2.
le
mécanique
primaire
I
Il.2.1.
Description générale de
Lors
.
page
primaire
I
I
duit
de
que,
pour
J'azote
ýcanisme5
par des
entre
eux,
I
a
ide
(
sou r cee
dépasse
surface
cm
=
m
dépolýt
figure
recouvrir
en
ou
m
s
tid
éa
une unité
(11.2).
regler).
J'évaporation du matériau
jusqu'à
groupe
de
on
intro-
pression atmosphèri-
la
à
puis
pompage,
substrats.
les
atomes
Jes
sont
liès
gravitationnelles,
et
l'énergie
peuvent
de
liaison
entre
si
eux
l'énersie
des atomes
s'échapper dans
J
erne n
de
t
po net
ue
1
dans
toutes
em·
passaAt
tef11>s
est
Je,
les
au
0
u
s p
toutes
les
de
quantité de matière
tl è
r i
que;
ell e
directions.
travers
".
dn
masse
(IOU'
face du creuset
'I
,
ý_
Il.3).
quantité de matière
pendant
d
de
l'évaporation
condensée,
de
à
creuset:
peut
retirer
quantité de métière
la ý
La
1
atoýs
figure:
Sil
émet
phase
l'extérieur
Jes
directions
et
matériiU
le
l'enceinte
électrostatiques
forces
absorbée de
du
ramener
ouvrir
à
qu'on
(
physiques de
la
un
substrats
creuset
Je
pour
ensuite
dans
suit:
comme
connectée à un groupe
vide
J'enceinte
isole
ýns
so
fjl)
les
chauffe
iv) On
I
I
dispose
On
technique
oh charge
.econdaire.
une distance déterminée
iii)
Il.2.2.
une enceinte à
et
li) On
Ja
évaporation on procède
de grahu.és ou de
foýý
à
d'une
1) DaMs
I
I
23-
-
échappée.
d'un
angle
-
29
-
dw
Ca. d'uae
Ca.
d'une
aource
.Darce
PQDýuelle
plane
La
prea_Loa
le ""
o16cules ont de.
trajectoir ""
bria'e.
r--ýý
pl
I
I
I
,
I
ý
.
ý
ý
·'0
"
ý
4
[I
eat elevée,
eA
iiene
pression atteinte permet
la
teýnt
de
source
la
est supérieur
moyen
valeur
La
substrat
au
à
parce
que
distance source
la
parcours
du
aux molècules
direc-
libre parcours
leur
substrat.
-
est donnée
moyen
d'aller
en
fonction
de
la
pression par
P
Si
ont des
nuage
trajectoires en
Il.2.3.
sans
entre
autres,
avec
"
à
former
un
conditions de dépot correspon-
bonnes
très basse
pression.
évaporées, n'ayant
résiduel,
gaz
le
gie cinétique
(
tendent
et
croissance de cou-
de
"
les molécules
choc
elles
brisées;
évaporées
une direction préferertielle.
les
une
à
molècules
les
Physiques de condensation
ýc.nismes
ches
lignes
suivre
conséquence,
En
torr).
pression est trop élevée,
la
diffus,
dent,
(
initiale
arrivent sur
correspondant
à
substrat
le
aucun
subit
en ýyenne
avec
éner-
leur
température du creuset
la
IOOO·C à 2000·C).
Elles
.
jusqu'à
A
ce
que
sentent
une
les
substrat
le
molècules
J'on appelle
que
"
de
celle
du
rencontrent des sites
sites
de
aléatoire
en mouvement
nuçléation
"
substrat.
fixation
de
ces
sites
pré-
importante force d'attraction.
Ainsi,
la
sur
température soit proche
leur
attérissage,
leur
particuliers
de
déplacent
se
surface
effets
d'ombre
lantes
).
la
du
et
croissance
substrat;
de
en
de
la
couche
accentuant
recouvrement
mince
reproduit
ses défauts
préférentiels
l'état
(à cause
des parties
des
sail-
Il.
Contrôle de
3.
.'épaisseur
Lorsqu'on
ou
paisseur
est
pour
le
que
Cas
la
source
le
des molècules
contrôle de
le
est assez
soit
à
est assez
évaporer soit assimilé à une source
l'échantillon et
ii)
Le
volume
du
On
peut
volwne
et
masse
J:
sa masse
du
masse
l'épaisseur
fil
à
à
pour
que
ponctuelle.
la
fil
voJwni'que
sphère de rayon d.
la
source.
la
relation:
évaporer.
déposée
du métal
m
m:
la
déterminer
surface de
=
faible
supérieur
grande
distance Rd" entre
)
l'é-
la
substrat.
La
i
e
et
l'enceinte
d'une
conna it.
on
Si
=
pression dans
distance substrat- helice
métallique
e
hélicoldal);
partir
à
source ponctuelle
d'uýe
La
fil
la
libre parcours moyen
distance entre
Il.3.1.
(creuset
hélice
simple;
des dépots
l'évaporation d'un métal
fait
d'une
nacelle
-
31
-
par
Je
32
-
Par ailleurs
inc) inée
d'un
l'épaisseur
peur,
e
les
Il.3.2.
m
-----------cos
=
d'une
Dans
e=
où
Il.3.3.
à
la
surface
direction d'arrivée de
la
"ds"
va-
la
:
0
source
'f
l'épaisseur
cos e
m.
est
l'
camparaison
fait.
plane
cas
ce
échantillons est bien
les
est donnée
par:
Cos"
an g
que
I e
fa
direction d'évaporation
la
On
de
devient
e
distances entre
cas
avec
rapport
par
s'effectue sur
dépot
le
L'avantage de ce type de source est qu'il présente une b
uniformité de la couche lorsque le choix des dimensions Rd"
bonne
et
angle
si
-
des deux
i
t
I a
norma
I
eau
p I
and
e
las
considérée.
cas
considére, pour
les
deux
cas,
un
échantillon
porte
forme plane:
j)
e
Si
=
source
la
m
Cos
,. ".
f
"
ra
0
est ponctuelle:
avec
Cos
d
e =r
et
ra
=
d·
+
,.
u r
ce
-
Si
eO
Si
-=
Donc
+
couche
la
Id )
ý
(
source
la
e
de
sur
la
perpendiculajre
I
=-----------------ý----------------
(I
ii)
-
l'épaisseur
est
e
----
1)
plane
est
m
=
I
cas
(
du
creus
=
"1
I
e
1
+
(
./d)
et)
l'
I
1
avoir
pour
-
Utiliser
-
Choisir
-
Placer
plan
Rd"
du
la
J'épaisseur
ponctuelle
source
une
les
homogeneité de
bonne
une
plus
possible
grande
échantillons autour
de
la
norýle
au
échantillon.
porte
Il.4. Analyses physico-chimiques
Introduction.
"" 1.
L' irnp o
contacts
des
Gb
=
0m
-?(
sico-chimique
à
s s i b i
1
ité
de
métal-semiconducteur
a
conduit
qui
à
réels
à
t
eu
états
de
l'étude
et
surface.
r s
partir
développer des méthodes
permettent
l'interface et des
les .hau
prévoir
de
de
barrière
la
relation
d'analyse phy-
l'évolution des
états
34
-
4.2. Généralités
de
les méthodes
sur
Toutes
réaction
-
d'analyse
ces
méthodes
reposent
sur
l'analyse
d'un
faisceau
incident
sur
la
des
couche
produits
ir-
atomique
radiée.
On
et
de
celles
Selon
d'après
classe
les
dont
certaines
alors
que
méthodes
d'autres
incidentes
particules
l'analyse
fait
profondeur
la
dent,
on
nature
la
laquel
à
parvient
l'analyse
permettent
parviennent
atteindre
à
le
incI-
faisceau
surfaces,
des
d'un
J'interface
contact.
Il
les
qui
faut aussi
des
faisceaux
les
produits
4.3.
de
toutes
de
d'ions
ces
méthodes,
iJ
y
a
cel-
soit
les méthodes
dans
faisceau
le
intervenir
faisant
incident,
soit dans
réaction.
du
contact
vieillissement
constitue
aussi
une
dans
le
étude
temps
propriétés
des
indirecte
de
la
nature
interfaces.
Résultats
4.3.'.
cas
le
L'étude
des
parmi
que
sont destructives.
C'est
d'un
noter
de
l'analyse
Surfaces
te
étrangers
sont
ne
des
surfaces
propres
des
peut
surfaces
être
où
décelée.
la
présence
Elles
de
corps
sont obtenues
chimiques
soit:
-
4.3.2.
Par
clivage
-
Par
recuit
-
Par
bombardement
siduel
sultant
niveaux
surfaces
les
relève
dans
des
différents
peut
de
du
contact.
4.3.3.
Position
position
et
du
dire
surface
du
Quelle
la
ionique
suivi
lOOO°C
et
800
recuit
du
précédent.
nécéssairement
pas
introduire
des
parfaite,
dislocations.
du
que
type de dopage
traces
de
couche
canposés
propos
que
le mode
fortement
lié
aux
chirnJ-
d'oxyde
ré-
chimiques ré-
la
de
du
d'établjsseýnt
des
conditions d'élaboration
Fermi
de
soit
niveau
d'une
traiteýnts
traitements.
sera
niveau
divers
après
présence
la
quelques
leur
à
obtenues
cas,
leur
éventuellement
et
températures entre
traitements pouvant
sont
On
des
chimiques
Surfaces
Ce
à
.
structure cristalline n'est
différents
ques. cm
sous ultravide
-
Leur
les
-
II
nature
Fermi
en
substrat.
de
la
surface,
surface
est
propre
ou
chimique
indépendante du nivcdu
ý--------ý---ýý--ý
VI
Iýj
-
r
'TI
ý
ý
VI
rn
VI
III
::J-
rD,
III
ý
-n
'<...
"'VI
O'
VI..,
rDO
::J
n .... ·
:::r.c
-'C
3
_.
rD
VI
()
0
>-
n.
"o.
_.
rD
.c
"0
C
0
C
rD
so;:
.... ·m
n·
x
.,
(1)
I
"'I
...
0
.,
VI
o
:l
_.
.c
I
n
n
0
:::I
a.
rD
C
rD
ý
VI
,
..
-
8
rn
.....
.,
ý
III
rD
Ill"
n .,
rD
....
VI
·O
rD'
.,
I")
a.
["TI
III
..,
_.
t'D'
...
t'D
ý
rD,
n..,
["TI
::J
()
VI
-I
'ý
VI
a.
....
n
rD
rD
III
C
....
VI
rD
!"TI
::J
C
(/I
ý
ý
::
.,
I
...
rD
- -
.. )
C
.,
?!
_.
-10
I
Q
...
rn
,)
()
t
:,_:
ln
37
-
Il.
Traitement
5.
S.M.
l'air
à
It
SZE
de
de
s'oxyder
spon-
libre.
évolution du teJ11)s au bout duquel
qu'une
d'oxygène est
absorbée
surface
une
par
une
silicium
de
est
:
Jrm
2
sec
2. 10
-6
Ainsi
tion d'une
10
de
11.5.1.
propriété bien connue
la
a
rapporte
I
monocouche
surface
la
silicuim
Le
tanément
de
-
,
a
,
10-8
torr
à
10-6
torr
,
torr
sal
d'oxyde
20
silicium
des
traitements
constations
de
Favoriser
-
Attaquer
silicium
la
l
le
à
Ils
l'épaisseur
est
dont
l'origine
croissance
lors
silicium,
deux
de
précédeýnt
de
les
du
principe
essentiellement
sont
comportent
'oxyde
consorrrnée
Pour
forýévaluée
phases
des
nettoyages
constitués de
successives:
l'oxyde.
forý
ainsi
que
la
couche
et
H202'
formation:
sa
agents
oxydants
sont HNOJ
d'agen-ts
donnera
désoxydant est HF.
de
ces
deux
types
d'attaque du sil,icium
lui
même
et
Le
t
la
chimiques
sont
silicium.
plusieurs séquences qui
ven
l'origine de
A.
surfaces
l'agent
de
à
0
Ces
de
l'air est
avec
contact
le
couche
Principe
des
a
réa lis
mélange
é
spa
r
I
a
même
sol uti
0
les
n
"
une
processus précédents
s
o
l
se
u
t
ion
trou-
Le
acétique
vitesse
Concentrations
des
-
Température
la
de
Agitations
-
Orientation
-
Dopage
alternées
place
la
l'eau,
de
l'acide
soit de
rend moins
HF.
des
s0lutions
forteýnt
est
liée
ce
Traitement
l'ýrosion
de
la
"
surface
du
substrat.
des
séquences
substrat.
nous
concerne,
et
surface
de
solution.
cristallographique
du
qui
produits.
favorisent
qui
d'oxydation
l'état
5.2.1.
en
-
En
Il.5.2.
à
décapage
de
l'eau désionisée,
de
1111:
_.
de
concentrations
les
la
soit
utilisée
qui
OOOH
CH]
critique
aux
sera
di luant
du
de
nous
réduction
avons
opté
pour
éviter
pour
une
déterioration
silicium.
utilisés
Dégraissage.
C'est
(huile,
l'élimination des
graisse """
cours
Au
mination
des
les
suivantes
i
contýlnents
d'origine
organique
).
cette
de
phase
encrassements
solutions
du
nýtýyage,
sans attaquer
utilisées
ýoivent
le
on
se
limite
l
l'éli-
matériau.
ýaýitfýire
aux
ýxigences
:
)
Elles
ne
doivent
pas
entrer
en
réactionl
avec
It
_;11-
cium.
ii)
Elles
doivent
puretés
dissoudre
métalliques.
les mýtiýres
grasses
et
!ýS
39
-
On
procédé
dégraissqge
attention particuliêre
Une
dés ionisée
d'améliorer
afin
séchage
Le
un
à
trichloroéthy-
l'acétone,
a
méthylique.
l'alcool
et
lêne
a
-
la
faisait
se
à
était
portée
dissolution des
l'air
aux
rinçages
produits
à
à
rinçer.
sous
libre et parfois
l'eau
jet
d'azote.
chimique en phase
5.2.2 Attaque
On
a -
HF
a
(
..
utilisé
'"
avec
r
r
ation
b-
HF
a-
:
éthanol,
dans
pendant
2
dernier
On
H2'>
2
100
sur
une
.5
chauffante et sous agit-
plaque
doit
iii
S
une
1
10
I
de
HF
est
l'enceinte
immédiatement suivi
sous
gazeuse
vide
insitu
(
de
la
mise
"
)
rêsiduelle des
surfaces
chauffage
atmosphère de gaz
permettre
é
proportions
évaporation
avant
iýdiate.un
aut
:
)
d'attaque
solution
mn
bain
L'oRydation
ration
les
Traitement en phase
Dégazage
coý
7eA
maintenu
est
échantillons dans
.5.2.3
de
manuelle.
Le
des
(
types
proportions
les
bain
Ce
tH)3
:
)
deux
liquide
fou
désorption
la
r
che
sous
t
ted
e
cha
u
f
de
la
fag
e
doit
considérée
être
avant
surface.
de
2<X)·C à
..
X)·c
l'èvapo-
40
-
dépot
le
substrat
se
alors
fait
d'améliorer
afin
Néaoyage
b)
-
différentes températures
pour
l'adhèrence
d'hydrogène
par plaý
Conditions
0,9 rm
dépots
les
type
N
et
spl
a
que
(dopé
au
Si
(100)
Si
(
Nous
Le
t
(
p.
faible
i
S i
e s
caractéristiques
1)
(I
1
)
typs
suivantes:
.n an
0,010-0,020
=
I
sili-
des substrats de
I' de
)
=
..nan
20
1.6
de
utilisé
-
6,1f
nan)
p
de
exclusivement
ce métal
J'aluminium pur à 99,9ý
sa
J
les
sur
dopé
type
au
N
bore.
(dopé au
phosphore).
du ýtal
avons
choix
tes
Ilf +
(
1(0)
ont été réalises
présentant
P
bore
Choix
-
torr
conditions d'évaporation
et
Tous
b
températures.
30m
des substrats
De
d'hy-
par plasma
.lOw
a. Choix
de
P
10-6
Pression H2
Puissance
:
néloyage
un
:
5.
'.3. ýtalJisation
type
néýyage
du
Pression vide
Temps
cium
différentes
situ pour
in
dépot.
du
Certains échantiJlons ont subi
drogène
du
résistivité.
au
a
été
guidé
l'aluminium
par
la
"
dispossibiJité
laboratoire de physique et aussi
de
pour
40
-
dépot
le
substrat
d'améliorer
afin
b) Né.oyage
Certains
drogène
Conditions
vide
Pression
H2
Puissance
Temps
dépots
les
pl
(dopé
5.
10-6
0,9
rm
températures.
torr
au
(100)
Si
(
)
l1f
+
1(0)
Choix
ý
Nous
l'aluminium pur
i
es
20
du
métal
-
ce ýtal
résistivité.
6,If
les
au
a
été
substrats de sili-
typs
p
de
guidé
suivantes:
0,010-0,020 n
=
I
.nan)
des
caractéristiques
(III)
)
sur
exclusivement
utilisé
99,9ý
Si
..nan
1.6
=
de
à
I
(
avons
choix
p.
bore
(
réalises
été
ont
aquet tes
Si
faible
d'hy-
plasma
par
:
présentant
type N et P
Des
sa
nýoyage
un
substrats
Tous
Le
subi
conditions d'évaporation
et
des
b
dépote
du
lOw
a. Choix
de
type P
:
du
30m
'.3. ýtaJlisation
cium
néýyage
du
Pression
ont
différentes
pour
températures
d'hydrogène
plaý
par
différentes
pour
'adhèrence
l
échantil Ions
situ
in
alors
fait
se
-
dopé
type
au
N
la
I' de
bore.
(dopé au
l'alwniniwn
par
an
phosphore).
"
dispossibilité
laboratoire de physique
et
aussi
de
pour
-
Théoriqueýnt
métal
sont
c.
tion dans
thermique
(Avant
la
On
a
y'a
tures
cas
le
ohmiques.
contacts
de
ce
).
l'aluminium,
de
sont ýéliorés
de "I
recuit
un
par
les
que
entre
comprise
300
propriétés
de
post-évapora500°C
et
sous
de
permet
d'interface
la
de
hauteur
la
que
liaisons
recuit
le
chimiques
diffusion
Al-
contact
du
de
couche
la
ýtallique
tempéra-
faibles
plus
de
d'oxyde
nécéssalre
l'énergie
apporte
pour
ou
essentiellement
constituée
barrière
de
température.
a
peut considèrer
forýtion
la
prévoir
classique
évolution
une
fonction
en
(n)
caractéristiques
température
de
gaý
laisse
que
d'hydrogène.
Il
Si
dans
barrIère
de
métallisation
contacts
des
une
atýsphère
voire
Recuit
redressement
-
1
hauteurs
les
faibles,
très
observe
On
4
travers
à
la
zone
résiduel.
I
d.
Métallisation
I
I
I
dépots
Les
dans
vide
un
de
Deux
part
les
études
masque
de
sur
pour
court,
10
les
Dégraissage
l
et
grandes
d'autre
des
'aluminilm
les
à
substrats
part
des
rangées
de
1
cma)
pour
à
travers
un
plots
deux
un
laps
sont protégés
par
en
X
de
800tm
.
déroule" en
déposer
(I
dépots
électriqùes
se
d'une
fois préparés,
relativement
d'obtenir
du ýtal
thermique
évaporation
par
sont à chaque
caractéristiques
de
réalisés
torr.
surfaces
des
permettant
simultanement
sont
d'échantillons
L'évaporation
i)
de
-6
physico-chimiques,
ýtallique
diýtre
l'ordre
types
dépots
des
d'aluminium
de
un
étapes
temps
cache.
très
r
r
42
Evaporation du métal
ii)
Il.
Traitement
5.4.
a. Recuit
On
après
la
-
a
proprement
contacts
des
dite.
AI-Si
thermique classique
effectué
recuit
un
métallisation
atmosphère de gaz
pour
thermique
classique dans
température de
des
ý·c
à
ý
J'enceinte
sous
neutre.
r
r
Ce
traiteýnt
a
conducteur et permet
yage
traitement
d'argon
Le
foyer
miroir
de
l'
est
pendant
45
tube de quartz,
l'un
est
but
favoriser
de
du métal
sur
Je
semi-
interdiffusion des matériaux.
thermique rapide
b. Recuit
Le
pour
des
placée
réalisé
secondes
muni
tampe
un
tube de quartz
porte
échantillon, passe
paraboliques, au
de
sous un bala-
450·C.
à
d'un
deux miroirs
une
dans
100
watts.
foyer
de
par
le
l'autre
J
-----
(')
It----ý')
Fig.ILý.DISPOSITIF
PHASE
DE
RECUIT THBRMIQUE
INITIALE
J
LEGENlES
(1) Miroirs
(2)
(
3)
paraboliques
Porte-échanti
Lamp
e
100-
dores
lIon
1<DJIf
(ý)
80itier
d'alimentation
(')
Tige
guidage
de
RAPIDE
ýS
SA
-
I I
"
6
CARACTER
"
I
SAT I QII
6.1. Contact
teurs
dans
travers
à
e
r
tre,
Je
passage
des
un
contact
qui
J
dépend
=
Js
de
le
passage
diminution de
une
passage
des
cette
auýnte
le
des
por-
polarisation.
sa
y'a
il
favorise
inverse
porteurs.
barrière
et
la
bar-
Par
con-
bloque
est
I
courant-tension
circulant dans une
donné
exp
diode
Schottky
idéale
pola-
par:
(ý)
-
1
I
KT
avec
ls
courant
=
A*
Ta
ls
ýtal-semiconducteur
pré-
porteurs.
courant
direct
en
conduction thermoionique est
de
barrière
la
caractéristiques
Le
risée
mécanisme
polarisation
la
6.1.1.
le
potentiel
de
e
ELECTR I QJE
polarisation directe
Sous
r r
-
Schottky
Lorsque
pondérant
44
exp
saturation donné par:
de
(
-q ýn
)
KT
Constante
où
A*
i')
Facteur
d'idéal
Dans
cas
le
intervenir;
Richardson
de
i
té
réel
port
peuvent
dans
l'expression du courant
on
les
différents mécanismes
introduit
qui
alors
devient.
un
terý
de
trans-
correctif
44
-
I I
.6.
CARACTER
I
SAT Iý
6.1. Contact
teurs
dans
travers
à
ELECTR IÇUE
Schottky
Lorsque
pondérant
le
mécanisme
un
contact
barrière
la
tre,
le
potentiel
ýe
polarisation
Ja
passage
6.1.1.
directe
inverse
=
le
diminution de
une
passage
des
cette
auýnte
passage
des
por-
polarisation.
sa
y'a
porteurs.
barrière
et
la
bar-
Par
con-
bloque
courant-tension
circulant dans une
courant
direct
J
de
il
favorise
caractéristiques
en
dépend
Je
pré-
porteurs.
des
Le
risée
qui
conduction thermoionique est
de
ýtal-semiconducteur
Sous polarisation
rière
-
est
ls
I
donné
exp
diode
Schottky
idéale
pola-
par:
(ý)
-
1
I
KT
avec
Js courant
Js
A*
=
Ta
exp
saturation donné par
de
(
ýq tbn
)
KT
où A"
i·)
Constante
d'idéal
Facteur
Dans
le
cas
intervenir;
Richardson
de
i
té
réel
port
peuvent
dans
l'expression du courant
on
les
différents mécanismes
introduit
qui
alors
devient.
un
terme
de
trans-
correctif
45
..
J
Js
=
(exp
-I)
ý
d'idéalité
facteur
Ce
-
peut
n
être
déduit
de
caractéris-
1.
tique
à
Log
(I)
partir
de
=
n
(v)
f
J'expression
(6v
ALoI
_g__)
(
Lorsque
=
KT
tension
la
I
)
polarisation
de
importante.(V),3KT)
devient
q
Ou
encore
n=--L
par
IMI
KT
I
où
RoI
caractéristique
la
l"z
et Ro2
[(Ro
sont
I
les
-
RD2)
pentes
(11Iz-IMI)
I
IýI
IV diaprés
]
des droites
aux points
MI
et
ct
de
I
IM1
FibS:
Jý
rýýistanýe
Détermination
sýrie.
graphique
R.
du
f a c t e u
r
d'
é
é
i d
a
l
r
t
fi
ý
-
R=
(Ro2
ii)
-
Iý
Barrière
courant
11M.)
de
saturation par
[
capacité
de
r
tracé
Le
du
substrat
et
contact
Schottky
est
liée
]
Schottky
de
capacité
la
(Vbi
2
=
du
TI
ls
la diode
L'expression
1
1M.)
relation:
la
A*
Log
q
6.1.2.
-
(Iý
potentiel
de
KT
(Jbn
I
potentiel
de
barrière
La
au
Ro
-
46
-
de
Ilea
la
hauteur
=
f
fonction
de
Vest
KT/q)
-
V
en
permet
(v)
de
la
de
barrière
déterminer
ýn
à
le
partir
dopage. Nb
des expres-
sions.
2
Ho=
q
_n
avec
=
E..sS
Vbi
Vn
i)v
Vn
+
=
[
6(
I/ei)
J)
+
Ec- EF =
KT
lOB
)
(
ý
et
Vbi
sera
déduit
de
ta
caractéristique
1
ý=
f
(V)
6.2.
Contact
-
47
-
où
Ja
conduction par
ohmique
C'est
Je
cas
minante.
En
pratique,
métal.
un
substrat
après
que
6.2.1.
sur
réalise
on
fortement
ces
tunnel
effet
contacts
par
d'un
dépot
thermi-
traitement
dopé ou par
prédo-
est
dépote
Définition
contact
Un
considéré comme
est
ornmique
s'il
possède
les
propriétés suivantes
-
Bonne
-
Une
-
Sýtrie
de
et
de
courant-tension.
caractéristique
la
I
V
en
polarisations
di-
inverse.
Résistance de contact
La
résistance spécifique du contact
où
rc=
1
(Re. 61v:.
im
AIv:.
):
Rc
:
réýistance de contact
4 Ac
:
Sur
:
a
rc
caractéristique
la
résistance.
faible
recte
6.2.2.
linéarité
f
Ja
ace
duc
0
n
tac
t
est
définie
par:
)
0
.
dimension du produit
de
Ja
résistance par
la
s
ur f ac
e
.
-
Il.7.
ru
EnDE
cnrrACT
7.1. Méthode
de mesure
conducteur,
re
assez
faible
les
de
valeur
nation
Schokley
la
contact
Rc
tension
-
ohmique,
est
car
Rc
celle
de
méthodes
on
la
la
permet
ne
pour
ýtal-semi-
contact
du
valeur
cette
de
dý-
de
pas
derniè-
du
substrat.
pour
la
détermi-
celle mise
au
point
résistance
proposées
opté
a
contact
de
par
allons
en
lieu résumé
premier
principe
le
de
cette
d'extrapolation.
rnéthoý.
Nous
justifierons
d'étude"
structure
a.Principe
de
méthode
La
mesurer
te
à
la
distribution
points
le
en
la
méthode
long d'un
ce
choJ.
décrivant
en
à
d·extr.po,f.ýlon
contacts
des
barreau
potentiel
en
consécutif
de mesure
lieu,
utilisées.
appliquée
du
second
semiconducteur
de
fonction
et
circulaires,
le
de
la
contact
homogène,
séparant
distance
de
consis-
référence.
111-.1.
Figure
La
suite
courant
nombreuses
(P)
Si
résistance
la
devant
de
-
I.
"
Nous
les
de
de
Parmi
Al
celui-ci
lorsque
résistance
la
étant
les
RMIÇUE
caractéristlquý
La
duire
-
48
chute
obtenue
Le
extrèmes
A
par
courant
et
8.
tension,
de
sur
le
contact
de
reférence
est
en-
extrapolation.
1
est
maintenu
constant
entre
les
contacts
-
.9
-
I
......
,
,
-_ _
...
,
...
-
..........
B
N
Fig
.11.'
I
ýsure
par
la méthode
d'extrapolation.
A
.ý
I
l
.
-cp
..
2a
B
O&e-0-0<v
,
"
I
,
-
I
I
.
ý'44---:----.-2
b
..
1
..
mesure
On
plots
La
=
Ri
(
+
Rsn
de
entre
potentiel
Je
peut
plot
A
et
les
s'écrire pour
(
ksn
est donnée
Rsn
=
(
2b
R+(b-a)
log
les
R
log
-
épaisseur du substrat
!
: résistance du substrat.
Ran=
Ra O.Xn
RsO:
résistance carrée
211'
Le
R+
log
barreau
et
plot
d'indice
la
résistance
la
(b-k)
+
)
où
extrèmes
diffuse
substrat
du
le
courant.
définie
par
!_
e
(b-a)
_
log
R-(b-a)
R
une droite
pente
+
(b-x)
)
R-(b-x)
silicium étant
de
de)(.n donne
à Rc,
circulaire
deux plots
:
(
le
R-(b-x)
e
1
plot A et
le
géométrie
R-(b-a)
Rs 0=
fonction
entre
par
distance entre
=
plot A.
du
dýs contacts dý
Pour
duit
)
résistance du substrat
Rsn:
Xn=
chute
résistance de contact
:
potentiel
de
plot:
Vn
avec
chute
intermédiaires.
chaque
Ri
la
-
50
à
RsO
"
dont
homogène,
le
tracé
l'extrapolation
à
de
Vn
en
x=o con-
n.
51
-
V(o)
Rc=
-
RsO
;
=
I
ailleurs,
Par
l
t
é
t a t
i
substrat
du
mogéneIté
Géométrie
-
silicium
de 0,412
sont
distance
Xn
I
d'extrapolation
(Xn) dont
à
elle
vis
nous
de
structures
des
que
la
rend crnnpte
pente
nous
avons
de
j'ho-
reflite
sont
centres
Jes
J'épaisseur
permet
de
considérer
de
nombre
au
des
mmz
4
diýtre
de
obtenus
X
pJots
la
zone
une
de
choix
de
réalisées
15
circulaires
critères
et
d'paisseur,
mm
contacts
séparant
portanSvis
dier;
tracé Vn
motifs
des
Ces
la
le
structures
Les
type P,
ýthode
1
du matériau.
b
de
par
la
Vn
sur
barreaux
des
surface
de
et
2
a
d'environ
6
à
8
extrýs
par
est
800rm.
ruban,
assez
semiconductrice
répartition
de
plane
lm-
étu-
à
ýo-
du
tentiel.
Telles
s'adaptent
En
effet
mieaux
utilisée
tre
d'une
expressions
avec
des
venons
méthode
la
part,
Schokley
par
part,
nous
échantilloN
ces
-
que
dans
simplifiées.
les
décrire,
de mesure
nos
de Rc.
structures
choisie.
ont:
une
distances
de
géométrie
le
entre
développement
plots
telle
circulaire,
de
suffisantes
sa
que
théorie
pour
celle
et
utiliser
d'aules
HAP
«
Dans
partie
que
les
ce
T
RE.
III.
nous exposerons
chapitre
résultats
étudié,
cas
I
puis
obtenus
pour
les
résultats
les
dans
diodes
une
première
Schottky
afférents
dans
ohmi-
contacts
aux
cha-
ques.
Nous
cussion
de
physiques
duite
miques
pour
sur
rassemblerons
résultats
ces
n,
ýn
le
les
et
suivi
Re
des
contacts
une
travers
à
en
dans
essayant
travaux
Al
-
Si
"
partie
l'évolution
de
sur
deuxième
dégager
l'effet
des
une
des
dis-
la
paramètres
ligne
de
traitement
conther-
III.
LARACTERISATIý
1.
différentes
tions
transport
type
(100)
10
-3
sont
am'
J
caracterisa-
de
l'influence
barrière
de
chaque
de
intervenant
physiques
hauteur
dans
dans
facteur
ýn,
d'i-
réalisées
plots
entre
plots
des
sur
rubans
des
1,6
siliciý
de
orientés
6,4.nan
et
d'aluminiý
circulaires
',7
de
surface.
de
ln-Al
Ga
partir
à
parýtres
les
résistivité
une
des
contact
Le
de
sur
structures
avec
n
dégager
élaborés
été
dopage.
Les
de
de
ont
physico-chimique,
porteurs,
des
et
n
afin
et
traitement
déalité
aJwninium-siliciý
conditions
électrique
type de
le
DES EowaILLýS
contacts
Des
-
)3
-
sur
arrière
obtenu
est
face arrière
la
nétoyée
est
qui
dépot
par
d'une
au
couche
préalable
à
'HF.
ce
procédé
Nous
Tungstène,
de
un
mesuré
nos
suffisemment
diode,
la
avons
assure
figurant
nous
gent).
Le
a
aýné
d'avoir
contact
utiliser
à
pris
est
orunique
diodes
pour
sous
ne
"
pointe:
détériorer
pas
fil
un
la
de
surface
pointe.
la
nécéssité
La
diodes
souple
contact
fixe pour
un montage
une
grâce
à
colle
conductrice
fil ýintenu
un
tester
les
(laque
avec
ar-
à
cette
co Ile.
Toutes
111.1.1.
caractéristique
La
tension
lot
les mesures
d
gager
mètres
t
un
t
axe
i
111.1
fig
Ll o
Dans
n s
représente
tableau
le
élaborés
d'étude
physiques
été
faites'température
ambiante
caractéristiques
courant-
courant-tension
obtenues.
echan
ont
préçl\
obtenus
à
dans
en
les
111.1 nous
différentes
fonctIon
partir
des
de
avons
regroupe
conditions
l'évolution
caractéristiques
un
pour
des
dé-
para-
...
-Q
...
CU
n
...
fi,
...
...
....
"
....
.Q
C
li
,
n
o
I
I
,
,
I\)
u
0
0
o
\.)
I
l
,
,
,
,
,
c
.,
CU
:;,
...
I
....
=
"
I
-1
CD
:J
-.
(J)
0)
0
0
0
:l
,-.
3
<
. ...._"
':)
'"Il
.
CJ)
+
,
.
jj
-
-
I
Température de
Echantillons
Trai tement
substrat
dépot
K>1
Inmiante
tc6
Inmiante
Recuit thermi
Al-Si
_gue
du
-
I
I
Plasma
"2
30m
I
N:>9
"SO·C
N:>10
"50·
!
Dégazagt_fý·
Dégazage
C
t:::
4.50·C
N:>ll
4
"SO·C
SO·C
("Os)
R.T.A
Ih
I
".50·C
Dégazage
t:::lh
tirés
des
Tableau
111.1.
COnditions
Dans
tableau
III.
Je
caracteristiques
Echantillons
Is
log
(M
N:>1
I ,
K>6
2,
nous
2
I
=
f
avons
regroupé
diodes.
les
résultats
6.
0,62
0,
n.
(V)
0,
2
des
(V).
ýn
A)
1,.5
N)9
d'élaboration
>
20
>10
.5, Il
.59
I
N:>10
1
0,
,6
7,23
.57
I
\
6,2
N:>11
6,64
0,60
.
1
I
I
I
Tableau
Il.2.
Résultats
des
cractéristiques
Jog.l=f
(V).
-
I
'}
-
6
1.0
i C(nF)
I
ý
0.8
I
I
0.6
I
0.4
/
ý
I
I
v(/)
-1.00
I
-0.50
0.00
'60
0.50
1
f
/
$
C (ft F)
"
1
rJO
.t
120
-80
\, .. ý
\,-
ý
j
} ",
I
-1.50
Fig
111.2.
f
y'
r
y
f
"
-0.50
Caractéristique
'
r
,0
ý
!
Yi'
"
t
i
-rT"'""f-r-r-'-rýý(VO;
0.50
capacité-tension:
1
Nô6
t)
;0
(Plýýmý
H
2)
I
I
avec
I
I
dans
la
ailleurs,
la
pente
sion présente
des
etre associý
I
I
données
cel les
Par
I
111.1.2:
à
la
-
Courant
-
Couche
-
Des
valeurs
des
pièges
Tableau
déduits
des
n'a
On
Il106
Týble.u
courant
élevées
(n
ten-
ceci
peut-
»
1)
de
Vbi, Nb et
:
nunoritaires
"
interfaciale.
profonds
dans
silicium
le
"
capacité-tension
111-3 présente
considère
Echantillon
assez
n
caractéristiques
sa caractéristique
accord
en
de ýn
caractéristiques
des
de
porteurs
d'oxyde
valeurs
des
littérature.
de
présence
caractéristiques
Le
ýn
-
échanti lions présentent
Ces
I
I
57
-
qu'un
présentant
No
les
__ 1_
=
(v).
f
Cz
seul
une
(an-3)
échantillon
allure
Résultats
(V)
0,.26
de
parce
que
seule
linèaire.
Vbi
.5.101.5
.111.3
résultats
la
o
bn
(V)
0,6.5
Caractéristique.C.V.
'>8
-
pouvons
Nous
leg é
r
111.l.J.
e
c
omp ens
Nantes
trats
face
la
surface
plasma
I
y
5
que
dé
é
des
e
t
Cette
Je.:
é
a
(
s
0
ace
t
erne n
t
a
t
.
nous
mé
hydrogýne
-
Recuit
in
hell
"
t
-
t
a
Si
a
J
lis a
t
figure
111.2.
est
qui
t r
trouve
se
Ci
i
à
aspect
un
t
doute
sans
erne n
t
par
;
(.
élabufés
dégager
de
des
"au
tas"
grands
les
effets
ion
situ.
après
ýtallisation
Recuit
thermique
rapide
n
ýur-
(001)
i e
i
subý-
"
en
erne-
sub
les
é
Sit
en
présentent
fonction
en
classique
eus
a
permis
Recuit
r
que
r
oxydés
l'oxyde
rat
l'Un ive
a
plus
sont
échar.tillons
des
Plasma
-
ub s
e
nontre
contacts
les
tué
intéressant
tout
de
f ec
orientés
plus
le
-
* Traitement
f
(111)
Al
van
Au g e rie
s
orienté
étude
contacts
panne
f
unp
apporte
III-J).
Figure
d'étude
en
ter
n
mincest
les
axes
bé
i
d'hydrogýne
couches
n i um
ù
conditions
rai
ron
dont
différentes
I
d'
s
silicium
de
premiere
des
t
p
dans
Ma
aut
des
substrats
des
t
plasma
le
résultat
le
d'hydrogène
"
f
ec
l'aluJ rmi
par
e xc e p
I
type
de
plus,
reduction
des
sulistrats
les
que
que
na
silicium
de
la
j
jon
laboratoire
-
De
ohm
t
dire
Physico-chimique
Analyse
L'a
de
a
-
tIe
géné
rat
situ.
eu
atmosphýre
sous
rra
d i
0
f
r
é
que
nce
gaz
de
(RF
)
est
neutre.
t
om-
I
I
t
I
lf"!'
..
I
'
Il
ý
"
..
..
,
ý
..
I
c.
'"
..
. .,
-
I
:5
ý
ý
Il
;2
-e
I
"
ý
.!
I
III
r
d" éro.
r
,Prolý1 AES en
"" -
-
S
j
(
I I
I)
;
profondeur
-
Si
(00
de
cont.ctl
AI.Si
j
onh).
Irpe p.
I )
it
..
Il
..
"ý
,
..
Al
ý
..
<
..
. .,
It
..
:5
0
I
l
AI
..
"ý
:J
<
"
ý
at
III
10'
Pr
-
Fig
.11.3.
o f i t s
Sans
Analyse
J.Iý
AES
.i, pro'lnnd,,",,"
trG.tement.---
dt'
,..1(/
conucu
Tra.temený
physico-chimique.
par
AI.Si(,")
phlma
Tef11)i
d'éro.ion
type
H2 dl,
p.
.ubi"a"
'I).
I
I
I
I
I
I
I
I
J
-
Ce
surface
Majs
thermiques
nous
qui
du
60
prive
-
traiter
de
par
plasý
sur
les
d'hydrogène
la
substrat.
on
a
insitu
du
étude
notre
orjenté
s
i l l
c
r
Sn
et
de
la
effets
structure
des
AI-Si.
traitement
I
I
I
I
61
-
III.
2
Effet
recuit
du
échantiJ Jons
Des
de
résistivité
té
(111),
20.non,
à
14
I
Trichloroethylýne,
chaque
bain
puis
soit bidistilée
sée
Ehanol
tF:
ch a g e
l'azote.
à
traduits
dans
C-
l
(1
du
Recuits
le
de
échant
i
de
Phosphore
au
élaboré
été
dans
orIenles
J'eau
à
minltes
soit déslonl-
la surface
lIons
2mn
puis
sont ensui te
l'évaporateur
,
et
se-
imnédiatement
in
un
et mis
rjnçage
sous
vide.
ambiante.
réalisés
recuits
ont
týérature
111.4
rinçage
3
IO-'torr.
vide;
La
camme
un
à
pendant
dépot.
pendant
aux
ont
Ethanýl,
pendant
d'hydrop,ène
tableau
dant
les
procéde
10)
de
Température:
Tous
:
'eýceinte
Conditions
d.
on
Acétone,
chimique
Les
Pression
trice
12' ýom
dopé
N
(100)
.
b-Traitement
I
type
de
orienté
Bore,
au
suivantes.
a- Néttoyage Chimique
I
à
dopé
P
et
75
I
dans
type
de
résistivité
de
conditions
-
de
représente
échantillons.
été
réalisés
réduc-
sous atmosphýre
30 minutes.
explorée
les
s'étend
températures
de
de
300
recuit
à
500°C.
correspon-
-
Pour
A
J
-
I
Sid
cha que
e
léchant
i
J
J
manipulatIon,
des
t y p e
testé
Ion
est
j
I
ici urn
é
é
t
d
r
Il 0
on
a
u r
p,
rýalisé
a
r ci
e
deux
run
structures
t
émo ina
0
us
cas
Il
o "I
ioré.
Echantillons
1.50
111.4.
Tableau
températures
de
ýamme
pression
TOll
avons
utilisé
riýide,
sie
é
s
H2
cha
cela
pour
n
recuit
de
O,ý.
=
til Ion
un
élasticité
une
a
s
é
de
fil
tal en
tes tés
t
tunp,stène
suffisante
qui,
poi
tout
pour
ne
part
d'identifier
n
I
J
5
étant
en
endýýer
pas
No
te.
dé-
le
pot.
I
I
chaque
-
62
test
Ce
du
ca
r
mes
a
contact
(Schottky
ac
i
t e
r
l
s t
cues
conditions
p
et
r
pour
de
r
et'de
ohmique),
ou
oo
d'une
but
e s
dégager
les
réalisés
échantillons
Dart
d'autre
vérifier
ýu,,_pehantïJlons
nature
la
les
cians
définitifs
les
mê-
carac-
à
tériser.
Toute
sur
une
d'argent
plaquette
aux
plots
Ce
a
permis
sentent
de
une
fois
et
à
de
premier
constater
allure
les
structures
Jravers
la
de
définitives
fils collés
fins
face avant,
on
pris
a
les
ohmique
tous
et
les
ceux
éc han
de
t
il
Lon
type N,
à
été
la
s
un
de
collées
laque
contacts.
nous
électrique
test de caracterIsation
que
ont
type
contact
P
préSchottky.
-
"
."
...
ýW
63
-
""
l'''''
I
a
eN
--"
ý
"
ý
"
".,
AI
n
".,... .
...
CIt
...
...
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:J
I
"
I
Il
r-
.,.
0
::::a
ý
-
f
-
611
-
COURANT(A)
10
-4
10
-I
10
-I
10
-7
10
-I
N'S
N"1
f
I
I
(
(
I
TENSION
400
0
COURANT(A)
10
1
500
(mv)
600
N'13
-7
EN SIC N
0 -'-+r'TT"l'T"T"'1"'T"T"T"r'IrT'T'ý-rr"r'T'T'''''I"'T"'IrT'T'ý"T"T''I'''''''ýI''T''T'"T"''rT'T''M..,..,.,-,T
o
Fig.III.5.
500
1000
Caractéristique
1500
Log
2000
I
:::
f
(V)
2ý,00
(
rY' '/)
-
111.2.1.
Caractérisation
Les
courbes
les
6
-
j
courant
courant-tension
caractéristiques
sont
données
paramètres
physiques
Echantillons
et
ct»bn,
n
sont donnée
(A/anZ)
ls
(/)bn
10-1f
N.3
10-4
N5
,2
N7
I
Nil
2.
NI3
6-
I
relevées
fiýures.III.4.et
les
par
tension.
10-
.5
10-5
au
traceur
5.
au
Tableau
IJI.5.
n
(V)
0,
.57
.3,92
0,
.57
1,78
0,68
.3,06
0,67
.3,71
0,.59
3,06
I
I
I
I
I
I
Tableau
III.'.
10-4
Résultats
à
partir
des
des
paramètres
n,
ýn
caractéristiques.
et
ls
I.V.
de
-
I
I
I
I
I
I
I
I
0
66
-
.3
.6
1.2
.9
...
I
f
"
ut
n
."
...
-
It
--
eN
ý
0'1
"
J.
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S
gel
0
Caractér
111.2.2.
caractéristiques
capacité,
ducteur)
.c
rae
a
t
é
capacité
caýacité
et
Le
Tableau
ris
t
i
que
linéarité
une
té- lens
iquý capac!
ist
Les
pe
-
71
-
s
de
capacité-tension montrent
structure
de
111.6 Montre
e
ton
are
Fiý
résultats
ten
caractéristique
la
Echantillons
I
I
n
Schottky.
les
tyo,
ceux
(métal-Isolant-semicon-
Mis
structure
de
CV
ion._
que
u
1
c'
.111.6.a.
obtenus
cel les
Qui
fonction
en
à
pa
la
N,
N3
r
"p:.,
t i r
rés en ten
fl
de
b.c.
t
N1
en
s
i o
t
u
.
i
I
Vbi
loi'
(V)
No
an-3
Tableau
Les
cune
de
111.3.
la
4,77
valeurs
orrrne
la
j rrrné
des
chauffage
dia te.
désorption
de
Un
la
déduites
des
indiouant
ý'oxydation
C
, ,
7
,24
Il.6.
concentration
du
1
0,304
I
signification,
Effet
0,263
1,39
du
seulement
porteurs
cha
n'ont
variation
une
voisinaýe
au
de
al.-
importante
surface.
la
substrat.
résiduelle
e
I/c'
caractéristiques
u f
f
a
surface.
p-
e
surfaces- doit
des
a
van
t
I
I
évap
0
rat ion
être
d
0
i
con
t
s
per
i dc
IT..ý
t
r c
I
I
I
I
I
I
Dans
sur
des
étudies
à
un
dépot
le
pour
on
présentant
substrats
dans
d'idée,
ordre
cet
-
72
-
recuit.
Et
réalisé
a
caracteristiques
ýmes
les
les ýmes
pour
traiteýnt5
températures de 4CO,'ý,
des
Al-Si
structures
des
et
que
on
ceux
procédé
a
améliorer
ý·cpour
l'adhérence du dépot.
111.3.1.
Caractéristique
I
Les
des
courant tension.
caractéristiques
n,
paramétres
et
CJbn
courant-tension
la
c i
t
és
"ans
Je
ont
donné
les
résultats
111.7.
tableau
I
I
Echantillon
I
NI'"
.CO
2.10-6
0,
NI7
'Xl
2.10-7
0,79
S,02
NI9
sS
6
0,7
1,99
Tableau
111.3.2.
(·C)
Ts
111.7.
caractéristiques
ls
Résultats
des
(A/ana)
ýn
10-6
.5,74
73
caractéristiques
I.V.
capacité-tension.
-
Les
étudiés
sont
n
(V)
caractéristiques
repréýentées par
capacité-tegsion
Jeý
des
fi,urý!.111.9 et
échantillons
III.
10.
I
-
I
COURANT(A)
., 0
-4
71
-
N'14
I
I
I
I
I
(m'ý)
COURANT(A)
N'19
1
0 -I--+-,-ýý"""""
o
Fig.
111.&.
__
"",, ........-ý...,...,.._..-r-r-r-r...,_.,.......,...,....,....,I""'r-r"T-r"I""'T-,..,JENSION
500
1000
CAractéristique
1
500
courant
2000
-
tension.
( m V)
74
-
-
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DG
119
or.
0
I
78
-
-
I
caractéristique
la
I
résultats
I
tableau
du
I/C2 en
de
V
a
permis
les
111.8.
Echantillon
I
fonction
NI'
NI'
bi
0,612
0,26'
Ho
"
(V)
I
I
(10"
I
an
-3
sur
Al-Si
ohmique
les
figures
les valeurs
bstrat
sont
(Xft)
des échantillons
111.8.
(P)
les caractéristiques
données
l,
)
Tableau
III.'. COntact
31
0
des
Rc
étudiés
sont
III.
résistances de contact
regroupées sur
Je
tableau
et
du
dopage
de
su-
111.9.
NA
Echantillons
Rc
(..Cl)
Sc
(Ona)
/l,c
(.n ani
nan
loll _)
an
ý
)
RSD.
,
.
P
P
l ,
22
9'
110,8
23
Tableau
111.9.
7,8'
'0-)
6,22.10
-3
0,0"
ý,3)
',7
0,69
ý,60
0,1
Caractéristiques
des
ýchantilJons
10'
s
1
pr2
et
"
P22.
-
79
-
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I
-
12
-
I
I
I
I
I
I
I
I
le
sont
réalisés
les
En
tracé
les
correspondent
les
seur de
dérée
avec
,
a
des
valeurs
la
égale
région
à
Xn)
(
contacts
valeurs
comparaison
dans
de Re
de
rc
les
ohmiques
que
sont
sont compr ises
courbes
dopaýes
de NA' peut
traversée
l'épaisseur
ýntre
de
du
fortement
l
'odrý de
attribué
le
courant
substrat.
ces
10
à
Il
Om
la
que
-)
lesquels
sur
dopés.
entre 0,01
théoriques,
être
par
substrats
les
et
valeurs
fi
de
an'
rc
,
decalaýe
.le
valeur
nous
I
de
avons
l'épaisconsi-
I
111.4.
Interprètation
contacts
les
ment
I
I
réalises
du
I/e2
ractéristique
être
expliquée
ciale
et
I
phènýnes
le
courant
de
de
la
de
conduction
tunnel
tre
un
nous
et
état
tronique
non
faut
n'excédera
leures
de
surface
la
d'un
succés
ý
surface
On
constate
sur
balayage
(NEB)
homogène.
non
linéarité
assez
de
la
échantillons,
la
d'oxyde
ca-
peut
intýrfad'autres
thermojonique
courant
recombinaison
de
ou
barrière.
de
à
surface
pour
fait
ces
un
ruban
en
des
garantir
où
ne
les
sont
effets
par
diodes
des
la
dont
le
perforýnces
difficulté
diamèmeil-
d'obtenir
dimensjons.
photographie
sur
circulaire,
importants.
réaliser
ce
de
surface
une
une
plus
pm
homogèný
fine couche
hauteur
sur
sur
interprèterons
de
à
des
certains
de
valeurs
par
géométrique:
penser
les
le
la
obtenus
donc
pas
que
par
sont nécéssajrement
Il
la
courant
au
tel
favorisé
résultats
garantie
bord
V
d'une
contribution
la
Les
de
presence
la
ou
Effet
pas
fonction
par
cýoortý-
un
par
Effet
-
et
n
quý
idéal.
Schottky
caractérisée
d'idéalité
en
contact
montré
a
tacon ýénérale,
de
d'un
celui
de
facteur
caractéristiques
des
présentent,
"imper faction"
Cette
élevées
résulats
des
s'éloigne
qui
-
résultats
des
L'analyse
I
I
83
-
plot
prise
de
ý
au microscope
l'état
de
élecsurface
-
84
-
I
I
I
I
Fig.III.13. Photographies
plo
t
A I
(800
prIses
lfll
)
sur
au
M.E.B.
Cependant
première
la
me
série
the rm i que
nt
de
bar'rière
jonction
Al
tension
et
fonction
tallisation
à
de
grâce
20
au
)
de
traite-
cependant
la
les
que
partir
à
de
hauteur
la
température.
la
hauteurs
barrière
de
courant-
caractéristiques
des
avec
appréciable
des
température
la
450°C.
de
augmentation
surface,
recuit,et
le
(3 à
n
augmentatIon
une
d'une manière
partir
à
de
résolue
été
a
apporte
mesurées
Si
Cette
durant
recuit
augmentent
surtout
valeurs
des
de manipulation
constate
-
dispersion
la
le
en
On
-
.
Mais
I
I
85
-
de
barrière
silicium
du
elle
la
plus
est
à
dissout
partir
dans
avec
promoncée
de
la
recris-
l'aluminium
dépots
les
épais
d'aluminium.
On
est
très
avant
la
apparente
En
la
que
cette
augmentation
échantillons
les
constatation
lorsque
Les
d'une
pour
corrélation
effet
aussi
ayant
de
subi
la
un
barrière
chauffage
métallisation.
Une
est
constate
part
de
de
n
n
et ýn
augmente
caractéristiques
distinguer
dégage
se
les
ýn
dans
dans
l'analyse
leurs
résultats
des
respectives.
variations
diminue.'
capacité-tension
structures
MIS
et
nous
ont
Schottky
permis
et
d'autre
part de retrouver pour certains
échantillons
un dopage de l'ordre
am-3
1015
cýsoit
qui rejoint celui donné par le fournisseur,
ND
1014 et 3 1015 atomes Iý.
pris entre
8
Rý
-
Fig.III.I4.
Contact
a
-
Al
Al-Si
-
Si
I
b
-
Al
-
(001
)
Type
orunique
(Ill)
I
p.
-
type
TR=450°C
p.
-
Fig.III.15.
b
-
AI-
87
-
courant-tension
Caractéristique
a.
Al-Si
Type
N.
type
TR
=
45
N.
Ts
oC
=
500°C
I
I
-
(LO
LUS
C
N
né ce
s s i t
couche
d'oxyde
mis
pièges
lises
sur
valeurs
des
de
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sieurs
de
n
montré
d
I
riques.
I
I
opages
tact
traitements
des
hauteur
dopes
de
mique
gène
ailleurs
de
la
diminue
la
-3
om
d'une
zone endommagée
surface
et
par
sur
les
les ýtériaux
AI-Si
Schottky
d'une
a
part
laissé
d
apparaitre
conduction
cause
à
réa-
(n)
'
onne
avec
compatibles
ýn
part,
à
présentaient
su b strat
considere
accord
couche
de
avec
et
avec
allure
une
,
(
17
10
cm
du
facteur
Durant
le
des
d
es
les
plu-
que
valeurs
la
densité
ýn
température.
des
ohmique
-3)
,
1
de
états
auwnente
et
que
pour
n
de
avec
les
l'aluminium
le
(p)
les
de
courbes
les
hauteur
d'idéalité
avec
et
,.
resistances
es
par
la
AI-Si
contacts
refroidissement,
réagissent
ý
des
données
celles
systématique
Si
barrière
la
,
.
décroissance
d'oxyde
hauteur
10
a
1.5
caractérisation
la
sont observées.
couche
la
la
"
d'autre
et
contribuent
sont en bon
et
forme
la
thermiques.
barrière
la
L'augmentation
ýn
formation
et
Les
élevées.
qu'ils
d u
le
de
contact
des
,
substrats
mécanismes
I
I
la
Par
a
hauteur
interdiffusion entre
lors
l'
états
les
à
thèoriques
assez
sur
paramètres.
la
d'une
ou
prodonfs
caractérisation
La
,
et
l'interface
à
nombreux
de
interviennent sur
interviennent sur
contact
en
détermination
La
ýtal-semiconduc-
chimiques.
Ils
niveaux
.
natif
nettoyages
les
t
ýtal-semiconducteur
barrière
la
I
I
en
d'un contact
électrýques
expérimentaux
parýètres
de
..
ION
propriétés
Les
teur
-
88
con-
théo-
barrière
recuit
atomes
ther-
d'oxy-
réduisant
la
d'interface. En conséquence
Je
facteur
d'idéalité
n
r
I
-
-
89
I
I
I
Enfin
technologique et
l'influence de
et
I
ques
les
parýtres
I
I
-
la
température sur
physiques
cependant en vue
intervenant
la
nature
lors
du
contact
des traitements
et
sur
thermi-
de
notre
compléter
étude
il
conviendrait
d'insister sur:
-
L'influence
du
temps
-
L'influence
du
dopage
-
La
diffusion du silicium
En
perspective,
I
I
la
nous
"
I
I
préciserons que la réalisation
caractérisation des structures. Al-Si
ont
terminer,
ýécéssité un temps trés long. Par ailleurs, ceci nous a permis
de mettre en évidence les propriétés électriques des structures
I
I
pour
drogène
Al
-sr,
doit
être
de
recuit
du
une étude
envisagée
lors
pour
diverses températures
substrat.
à
travers
du
l'alwninium
"
néttoyage par pJasý
d'hy-
des réalisations des structures
_.
"
"
"
"
"
"
"
BIBLIOGRAPHIE:
1'1
S.M.
S
John
wiley
"Physics
E
and Sons
"
E.H. RHOOERIOK
A.I.
I-I
l'
,
ALCINWN-DE
Devices
"
semiconductor contacts
"
(1911).
ýtal
University
ýford
sýiconductor
of
(1971).
and J.D.
J.
Electrochem Soc
L.
Lassabatère
PLLM£R.
134 N°9
Phy. App.
STANfCRD
(1917).
22.
(1'17
).
Principaux composants semiconducteurs.
Physiques des dispositifs electroniques
'61
W.
G.N.
Revue
171
lai
C.
Barret
Phys.
App
VAYA
.
and J.
Phy.
Stat
.
Sol.
B.
Sc hwa
We r
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Ke
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nd
et
M'\JHI.
(1911).
H
"
Rob bin
s
Electrochemical
"
Society
(I"')
ýTHIEU.
39.
(1971).
H.
1111
R.PURTELL., G. HOLLINGER, GW-RUBDOFF,
Vac
.
Vol
r n
vol.
Sci.
l'ingenieur).
- (1917).
1101
J.
(Technique de
Neffati
T.
(22)
I .
P.R.
Journal
191
UNIVERSITY. CALIFSNIA
Physique des Sc.
Techni.
Al
(2)-
(1913).
P.S.
HO
101 N· 4.
I
I
1241
I
I
I
YAPSIR
J.App.
12'1
126.1
T.E.
1271
I
.
TSENG and ching
Phy.
"
Technol
Serie
Number
Basterfield
Jafi.
Gi Il
G.
Wi II
Owh
am
1331
Y.K.
J.
and
"
ellectronic
BRORTRYB, R. ARDEBJLI.
J.
app.
Phys
64.
(1' "" ).
0iERN.
am
and
AJJVRAY
H.
Shannon.
OiELNG.
NA THAN
(191').
FANG
Solid.
H
N.
Charles.
i
"
22.
Stat
Sol id
G. J.
P.
(1977).
14
"
J.M.
-
J.C. ýIFACIER,
1321
Yuan Ww.
card.
H.C.
J.
-
(1917).
61
Sci.
.
(1"').
46.
and P.B. Ghate
J.C. Clair
Vac
and L.C. Corelli
(1911).
RJA
IEEE
13ýr
63.
HADIZAD
P.
HSltII.
and J.P.
1311
.
Lu.
M
-
lett.
and A.
IýI
T
Phy
Conf.
1291
-
J.App.
J.
1211
Phys
Seidel
J.Appl
I
I
A.S.
GJIVAROi
ý.
A
-
C.Y.
State
"
and al.
and Y. K.
CHANG.
electronics
(22)
(l'
SU
(1979).
BERGER.
elect.
Soc
Technology.
Solid
-
(1972).
State
Science
"" ).
13.51
GREGORY
S.
MA.RLON
Solid-State electro
136·l"
55.
WINTERTON
Sol id-
"
,
\
ý
State
.
and MJKLNDA.
(2.5)
(1982)/
and N. G Tarr
electro
(2')
(1'16).
B.
DAS.
13.51
R.EGCRY
S.
MARlCW
"
Solid-State electro
136'1"
SSe
WINTERTON
Sol id-
State
and N,
electr.
and
MJKlNDA.
(2.5)
G
(1'82)ý
Tarr
(29)
(1'16).
B.
MS.