Etude et optimisation du procédé STiGer de gravure profonde du silicium

La gravure profonde du silicium est une étape de fabrication de microsystèmes et de composants demicroélectronique de puissance. Actuellement, deux procédés (Bosch et cryogénique) sont principalementemployés pour structurer le silicium à l'échelle micrométrique. Ce travail de thèse porte sur l'étudeet l'optimisation d'un procédé de gravure profonde du silicium, nommé STiGer. Celui-ci comporte desalternances entre plasmas de gravure et de passivation, à l'instar du procédé Bosch, ainsi qu'une chimieplasma proche du procédé cryogénique. La passivation s'effectue par le dépôt d'un film SiOxFy en plasmaSiF4/02, le substrat de silicium étant refroidi à une température cryogénique. Dans ce travail, unecaractérisation du film passivant a été effectuée de manière à permettre une optimisation plus efficace etplus rapide des procédés de gravure STiGer. La caractérisation du film SiOxFy déposé en chimie SiF4/02a été effectuée par FTIR ex situ, par ellipsométrie spectroscopique in situ ainsi que par des expériences,permettant de tester la résistance du film passivant à un plasma de gravure SF6. La croissance du filmSiOxFy est favorisée en présence de radicaux d'oxygène et SiFx, avec une température de substrat inférieureà -80°(. De plus, la résistance du film passivant à un plasma de gravure semble liée à son épaisseur. Le filmSiOxFy obtenu en plasma SF6/02 a été caractérisé par XPS in situ en collaboration avec l'IMN. Lors dela remontée en température du substrat, les composés contenant de l'oxygène désorbent vers -90°C, suivisd'une désorption de la molécule SiF4, issue d'une réorganisation des atomes sur la surface. Enfin le procédéSTiGer a été optimisé pour deux applications: la gravure de tranchées d'ouverture submicronique pourréaliser des condensateurs en 3D et le perçage de plaque de silicium pour l'interconnexion.