Etude physicochimique et structurale de nitrures et d'oxynitrures de silicium très minces formés par traitement thermique rapide

R. Saoudi; G. Hollinger; M. Pitaval; P. Molle

doi:doi:10.1051/jp3:1995146

Numéro		J. Phys. III France Volume 5, Numéro 5, May 1995


Page(s)		557 - 573
DOI		https://doi.org/10.1051/jp3:1995146

DOI: 10.1051/jp3:1995146
J. Phys. III France 5 (1995) 557-573

Etude physicochimique et structurale de nitrures et d'oxynitrures de silicium très minces formés par traitement thermique rapide

R. Saoudi¹, G. Hollinger², M. Pitaval³ and P. Molle⁴

¹ Laboratoire Traitement du Signal et Instrument, URA CNRS 842, 23 rue du Dr. Paul Michelon, 42023 Saint-Etienne Cedex 2, France
² Laboratoire d'Electronique LEAME, Ecole Centrale de Lyon, URA CNRS 848, BP 163, 69131 Ecully Cedex, France
³ Département de Physique des Matériaux, Université Lyon I, 69622 Villeurbanne Cedex, France
⁴ CENG LETI, BP 85 X, 38041 Grenoble Cedex, France

(Reçu le 9 décembre 1994, accepté le 16 février 1995)

Abstract
X-ray photoelectron spectroscopy, high resolution cross-sectional transmission electron microscopy (METHR) and spectroscopic ellipsometry have been used to investigate physico-chemical and structural properties of very thin silicon nitride layers. These layers have been formed by rapid thermal nitridation at 1000 $^{\circ}$ C of very thin silica films or silicon substrate in an ammonia atmosphere at atmospheric pressure. in order to examine the influence of silicon substrate surface on the chemical nature of the obtained oxinitride film, three types of samples have been analysed. In addition, the oxygen and nitrogen distribution profiles have been estimated using core level angular distributions and chemical thinning.

Résumé
La spectroscopie de photoélectrons XPS, la Microscopie Electronique en Transmission à Haute Résolution (METHR) et l'ellipsométrie spectroscopique ont été utilisées pour étudier les propriétés physicochimiques et structurales de couches très minces de nitrures et d'oxynitrures de silicium. Ces couches ont été formées par traitement thermique rapide à 1000 $^{\circ}$ C de films minces de silice ou d'un substrat de silicium dans une atmosphère d'ammoniac à la pression atmosphérique. Pour examiner l'influence de l'état de surface du substrat de silicium sur la nature chimique du film d'oxynitrure obtenu, trois types d'échantillons ont été analysés. De plus, les profils de répartition de l'oxygène et de l'azote ont été estimés au moyen de distributions angulaires des niveaux de coeur et d'amincissements chimiques.