ON THE KINETICS OF THE CVD OF Si FROM SiH₂Cl₂/H₂ AND SiC FROM CH₃SiCl₃/H₂ IN A VERTICAL TUBULAR HOT-WALL REACTOR

Résumé
Les étapes chimiques des dépôts de Si et SiC à partir des précurseurs respectifs DCS/H₂ et MTS/H₂ sont déterminées sur la base d'un calcul thermodynamique relatif aux équilibres homogènes. SiCl₂ apparaît comme une espèce intermédiaire fondamentale dans les deux cas. Le calcul de la sursaturation conduit à des valeurs très élevées, particulièrement à basse température. Le calcul des transferts de chaleur, de quantité de mouvement et de masse, réalisés pour le système DCS/H₂, est utilisé pour valider le choix de l'ensemble expérimental chambre de dépôt/substrat (réacteur à zone chaude isotherme, géométrie cylindrique). Les variations de la vitesse de dépôt en fonction de l'inverse de la température, du débit et de la pression totale, mettent en évidence des transitions entre des processus de dépôts controlés par des réactions de surface, des transferts de masse ou des facteurs thermodynamiques.

Abstract
The chemical steps of the Si and SiC deposition from DCS/H₂ and MTS/H₂ respectively, are approached on the basis of a calculation of the homogeneous equilibria. SiCl₂ appears to be a major intermediate species in both cases. Supersaturation is found to be very high particularly at low temperature. A calculation of the heat, momentum and mass transfers performed for the DCS/H₂ system, is used to validate the choice of the experimental CVD-chamber/substrate assembly (isothermal hot zone reactor, cylindrical geometry). The variations of the deposition rate vs the reciprocal temperature, gas flow rate and total pressure show the occurrence of transitions between CVD processes controlled either by surface reactions, mass transfers or thermodynamic factors.