Note publique d'information : L'objectif de ce travail est l'étude du comportement des films d'oxyde de silicium
dopés phosphore à haute température (850°C-1050°C). Les observations expérimentales
montrent que dans certaines conditions de température et d'atmosphère de recuit (azote,
oxygène, vapeur d'eau), il se produit un dégazage s'accompagnant de la formation des
bulles dans le matériau. Une étude thermodynamique du système SiO2-P2O5 a été réalisée
pour déterminer les principaux facteurs d'apparition des bulles. Elle montre qu'il
y a une formation d'espèces gazeuses lors de recuits sous atmosphère humide. Le traitement
thermique génère aussi des modifications structurales du matériau. Les variations
des propriétés physiques du matériau telles que l'indice de réfraction, la contrainte
et la viscosité ont été étudiées. En particulier, la viscosité est un paramètre important
pour la formation des bulles. Nous avons observé qu'il est nécessaire d'avoir une
viscosité spécifique pour permettre la nucléation de bulles. Le modèle de maturation
d'Ostwald a été adapté à notre système et nous avons déterminé le paramètre limitant
la croissance des bulles dans l'oxyde. L'étude de ces phénomènes permet une meilleure
connaissance du comportement des films d'oxyde de silicium dopé soumis à des traitements
thermiques et une meilleure maîtrise des procédés.
Note publique d'information : The goal of this work is the study of phosphosilicate glass layers behaviour at high
temperatures (850°C-1050°C). Experimental observations point out outgassing with bubbles
formation in the material under particular conditions of temperature and atmosphere's
annealing (nitrogen, oxygen, steam). Thermodynamic study of the SiO2-P2O5 was achieved
in order to determine the main factors of bubble apparition. It was shown that under
dry atmosphere, gaseous spécies are formed. Under wet atmosphere, solid compounds
are formed. Thermal treatment engenders structural modifications of material. The
variations of material physical properties like index refraction, strain, and viscosity
have been studied. Indeed, viscosity is an important parameter for bubble formation.
We observed that a specific viscosity is needed to nucleate bubbles. The model of
Ostwald ripening was adapted in our case and we determined the limiting parameter
of bubble growth in the oxide. The study of these phenomenons allows a better knowledge
of phosphosilicate glass behaviour under thermal treatments and control of process.
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