Note publique d'information : Le nitrure de bore (BN) est un matériau chimiquement et thermiquement stable qui possède
d'excellentes propriétés isolantes. Ce travail de thèse concerne l'étude de ce matériau
en tant qu'isolant de grille sur du phosphure d'indium (InP), pour la réalisation
de transistors à effet de champ métal-isolant-semiconducteur (misfet). Le caractère
fragile de la surface de l'InP impose l'utilisation d'un procédé de dépôt basse température,
afin de réduire les défauts de surface et préserver ainsi les caractéristiques électriques
des capacités mis. Nous avons réalisé des dépôts de BN à la fois par dépôt chimique
en phase vapeur assisté par plasma radio-fréquence (PECVD-rf) et par PECVD-microonde.
Les films obtenus ont été caractérisés par diverses techniques, spectroscopie ir,
uv-visible, xps, ellipsometrie, diffraction rx. Les propriétés électriques ont été
déterminées par des mesures capacité-tension, courant-tension et par spectroscopie
transitoire de niveaux profonds (dlts). Les films déposés sont constitués majoritairement
de bore et d'azote dans une configuration hexagonale, avec néanmoins une certaine
concentration en carbone. L'indice de réfraction et la bande interdite optique ont
été évalués respectivement entre 1,50-1,77 et 3,7-5,9 ev, selon le procédé pecvd utilisé.
La qualité des couches déposées est similaire aux résultats reportés dans la littérature,
ce qui justifie l'utilisation de ce type de procédé pour la croissance de films de
BN. La comparaison des caractéristiques électriques des structures MIS Au/BN/InP réalisées
dans le présent travail avec celles présentées dans la littérature concernant l'emploi
sur InP d'isolants plus classiques (SiO2, Si3N4...), montre que nos structures MIS
ne présentent pas une amélioration notable des propriétés électriques. A l'heure actuelle,
il semble en effet que la réduction significative de la densité d'états d'interface
sur InP, et donc la production industrielle de transistors misfet-InP, soient compromises
Note publique d'information : In the present work, Boron Nitride (BN) thin films, which are known as being electrically
insulating, chemically and thermally stable, have been proposed as gate insulator
on Indium Phosphide (InP) for the realisation of metal-insulator-semiconductor field
affect transistor (misfet). The important requirement for the deposition process on
InP, is the use of a low substrate temperature in order to reduce surface damage and
therefore to maintain good electrical metal-insulator-semiconductor (mis) characteristics.
In this way, we have developed both radio-frequency plasma enhanced chemical vapor
deposition (RF-PECVD) and microwave-PECVD. The films were characterized by several
techniques, infrared and ultraviolet-visible spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy,
ellipsometry, X-ray diffraction. The electrical properties of the Au/BN/InP MIS structures
have been evaluated by capacitance-voltage, current-voltage measurements and deep
level transients spectroscopy (DLTS). The deposited layers were identified as being
essentially hexagonal-Bn, with a certain amount of carbon, resulting from the boron
precursor. The optical index and the optical band gap have been evaluated in the 1.50-1.77
and 3.7-5.9 eV ranges respectively, according to the PECVD technique. The BN films
deposited by both RF and microwave PECVD techniques, are consistent with the results
reported in the literature. These considerations show that the PECVD processes are
well adapted for the growth of BN thin films. The elctrical Au/BN/InP MIS characteristics
have not been improved significantly, the results being vey similar to those obtained
in the literature, with more classical materials (SiO2, Si3N4...) as gate insulator
on InP. To date, the eeffective reduction of the interface state density on InP and
consequently the industrial InP-MISFET production, seem to be compromised in a general
way
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