II.2.2 les méthodes de dépôt
chimique
II.2.2.1 Dépôt en phase vapeur chimique
(CVD)
Le dépôt en phase vapeur chimique (CVD) est une
méthode dans laquelle le ou les constituants d'une phase gazeuse
réagissent pour former un film solide déposé sur un
substrat. Les composés volatils du matériau à
déposer sont éventuellement dilués dans un gaz porteur et
introduits dans une enceinte où sont placés les substrats. Le
film est obtenu par réaction chimique entre la phase vapeur et le
substrat chauffé. Dans certains cas, une élévation de
température est nécessaire pour maintenir la réaction
chimique. Le CVD est un domaine interdisciplinaire, il comprend un ensemble de
réactions chimiques, un processus thermodynamique et cinétique,
un phénomène de transport [28]. La
réaction chimique est au centre de ces disciplines: elle
détermine la nature, le type et les espèces présentes. Il
existe deux types de réacteurs: le réacteur à paroi chaude
et le réacteur à paroi froide.
- Dans le cas du réacteur à paroi chaude, ce
dernier est chauffé directement, ce qui permet d'opérer à
plus faible pression: à peu près 75 mtorr, pour lesquels des
dépôts se produisent bien sur les substrats, mais aussi sur les
parois (technique LPCVD : Low-Pressure Chemical Vapor Deposition)
[28].
- Dans le cas du réacteur à paroi froide, seul
le substrat est chauffé, si bien que la réaction n'est effective
qu'au niveau du substrat chauffé; elle se produit à pression
atmosphérique. Le principe de cette méthode de dépôt
est présenté dans la figure II.6, dans le cas de la paroi
chaude.
Figure II.6. Schéma de principe de
dépôt en phase vapeur chimique (CVD) dans un
réacteur
à parois chaudes [28].
La réaction chimique peut être activée
à l'aide d'un plasma. Cette méthode s'appelle ( PECVD : Plasma
Enhanced Chemical Vapor Deposition). Dans ce cas, il y a création de
particules énergétiques en plus [28].
La fabrication de couches minces métalliques grâce
à ces méthodes s'est particulièrement
développée ces dernières années.
Les avantages de ce procédé sont les suivants :
- La facililité d'obtenir un assez grand nombre
d'éléments ou de composés chimiques. - La présence
d'une bonne qualité des couches.
- Un excellent recouvrement des marches.
- Une bonne adaptabilité dans une chaîne de
production.
- Elle offre la possibilité de réaliser des
dépôts sélectifs, permettant d'éliminer une
étape de gravure et de planarisation de la surface.
Les inconvénients sont les suivants :
- Les films sont peu denses, souvent contaminés par des
gaz très réactifs issus de la réaction chimique
(hydrogène, fluor, chlore...).
- Tous les matériaux ne peuvent être
déposés par CVD.
- Le système de dépôt est relativement lourd
à mettre en oeuvre.
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