L’état de l'art actuel met en évidence le rôle crucial du bombardement ionique (énergie et flux ionique) sur la gravure et montre l'existence d'un mécanisme chimique mettant en jeu les atomes d'hydrogène pour l’élimination du tellure. L'élimination du cadmium est encore très controversée : formation d'organo-métalliques Cd(CH3)2 ou élimination physique par bombardement ionique. De plus, deux types de dégradations majeures engendrées par la gravure plasma s’ajoutent à la conversion de type de dopage : un appauvrissement systématique en mercure des surfaces et une augmentation de leur rugosité.
Notre objectif est de comprendre les mécanismes de l’interaction plasma-surface qui contrôlent la gravure (vitesse de gravure, produits formés, forme des profils…), l’état de surface (contamination carbonée, rugosité) et les modifications profondes du matériau (conversion de dopage p-n, écart à la stœchiométrie,), puis d’intégrer ces informations dans le développement d’un procédé de gravure de structures tests.
Le sujet est comporte donc une composante “recherche fondamentale” et un aspect “recherche appliquée”. Dans la composante “fondamentale” on s’intéresse à la caractérisation physico-chimique du plasma et des surfaces en fonction des paramètres du procédé (composition du gaz, pression, puissance injectée, température et polarisation de l’échantillon). On cherche à identifier les produits de gravure, les espèces chimiques présentes (molécules, atomes, radicaux et ions), à déterminer leur concentration et à quantifier le flux des espèces sur la surface ; les techniques mises en œuvre sont la spectrométrie de masse et la spectrométrie optique en émission. Les grandeurs électriques du plasma, telles que le potentiel plasma, la distribution en énergie des électrons, la mesure du flux d’ions parvenant à la surface sont déterminées par les techniques de sondes électrostatiques. La physico-chimie de la surface est étudiée par analyse XPS quasi in-situ et ellipsométrie in-situ. La partie “développement” comporte la réalisation de structures tests (de type diodes npn) et leur caractérisation électrique.
