Préparation de couches minces d'oxynitrure de silicium par PECVD ...

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Où a exprimé en cm1 est l'absorption, d l'épaisseur en cm et T la transmission.
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5- Intégration des aires des différents pics.
Les informations quantitatives délivrées par la spectroscopie I.R portent sur des
nombres de liaisons vibrantes et non sur des nombres d'atomes. Il faut donc relier ces
deux grandeurs. Par ailleurs, des études avaient été menées parallèlement sur des
échantillons analysés par ERDA (Elastic Recoil Détection Analysis) et par spectroscopie
I.R. Grâce à 1' ERDA, il est possible de déterminer quantitativement les densités
d'atomes dans nos couches minces, notamment celle de l'hydrogène. Il devient alors
possible de calibrer les forces d'oscillateur correspondant respectivement aux liaisons N-
H, Si-H et O-H et d'obtenir ainsi les densités volumiques de ces liaisons par simple
mesure de l'aire normalisée des pics qui leurs sont associés. On fera par la suite
l'hypothèse que les forces d'oscillateurs sont constantes d'un échantillon à l'autre.
Nombre de liaisons X-H (en liaisons/cm3) = IXH * AXH
Ayj-j étant l'inverse des forces d'oscillateurs associés à la liaison XH.
IXH étant l'intégrale normalisée du pic d'absorption.
111.1.2) Expressions des résultats en densité de surface.
A partir des densités volumiques des liaisons N-H, Si-H et O-H obtenues par IR,
nous devons évaluer les densités de surface disponibles pour un éventuel greffage et les
exprimer en .imole/m2.
Dans les calculs qui vont suivre, nous ferons l'hypothèse que la concentration des
atomes et des liaisons est la mame sur toute l'épaisseur de la couche, c'est à dire aussi
bien à proximité de la surface que dans le volume [381. Dans les oxynitrures de silicium
d'épaisseurs supérieures à 500 A obtenus par PECYD, ce résultat a été vérifié par les
mesures d'ERDA. Passer du volume à la surface revient à répondre à la question
suivante: à partir de la surface du matériau, quelle est la profondeur au dessous de
laquelle une liaison hydrogène incorporée dans le matériau sera disponible pour une
réaction chimique de greffage à partir de la surface? Pour évaluer cette profondeur, nous
examinerons le cas de la silice SiO2, matériau bien connu et nous conserverons la valeur
trouvée pour les oxynitrures de silicium.
Dans la silice amorphe, le nombre d'atomes de silicium par cm3 est de 2,3.1022
Si/cm3 et la densité volumique d'atomes d'oxygène, deux fois plus grande, 4,6. 1022
atomes/cm3.