 Dépôt et gravure d’oxydes pour les micro et nanotechnologies |
Responsable:
- Christophe CARDINAUD (DR)
Participants:
- Marie-Claude FERNANDEZ-PEIGNON (MC)
- Antoine GOULLET (PR)
- Agnès GRANIER (DR)
- Christiane LETEINTURIER (MC)
- Ahmed RHALLABI (MC)
- Fanny BAILLY (thèse), Thomas BEGOU (thèse), Ludovic LALLEMENT (thèse), Thomas SCHEIDER (ATER)
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Les recherches autour du dépôt et de la gravure par plasma de matériaux oxydes à base de silice sont une des activités de longue date de l’équipe Plasmas et Couches Minces. En fonction de leur composition et de leur structure, ces matériaux ont des propriétés électriques, optiques, physico-chimiques et mécaniques très variables et un champ d’application potentielle très large parmi les domaines de la microélectronique, de l’optique intégrée, des microsystèmes.
La dénomination des matériaux synthétisés par plasma est également très diverse : ainsi ils sont appelés indifféremment “organosilicon glass (OSG)”, “carbon doped oxide (CDO)”, ou encore “plasma polymers (pp-généralement suivi du sigle du précurseur)”.
Sur cette thématique l’équipe étudie les procédés de synthèse de ces matériaux et la réalisation de dépôts en couche mince, avec l’objectif :
- de comprendre les relations entre condition de synthèse, composition, structure et propriétés des couches minces.
- de maîtriser ces procédés pour réaliser des couches minces aux propriétés contrôlées en vue d’application.
L’aspect application conduit également l’équipe à étudier la gravure des matériaux organosiliciés en couche mince ainsi que des matériaux “massifs” tels que les verres de silice. L’on s’intéresse alors :
- à la compréhension générale des mécanismes de gravure,
- à l’impact des conditions de gravure sur des critères particuliers des procédés : sélectivité de gravure, contamination, morphologie des structures, rugosité des surfaces…
- à la maîtrise des procédés pour la réalisation de structures de morphologie contrôlée.
Ainsi, en raison de leur faible permittivité modulable par le taux de porosité, les matériaux OSG poreux seront utilisés comme diélectrique d’isolation inter-niveaux dans les circuits intégrés de génération 32 nm et au delà. Les matériaux organosiliciés synthétisés par plasma, appelés aussi “polymères plasmas organosiliciés”, présentent également des propriétés optiques ajustables en fonction de leur composition et condition de synthèse. Ils ont donc des caractéristiques intéressantes pour réaliser des composants optiques en couches minces.
Par ailleurs les verres de silice, en raison de leur faible coût comparé à la silice ou au quartz, de leur inertie chimique vis à vis de la plupart des solutions, tout en bénéficiant des mêmes propriétés (transparence dans le visible, bon diélectrique, bio-compatiblité), sont des matériaux de choix en instrumentation biologique ; ils sont donc pressentis pour la fabrication de micro-systèmes pour la biologie : dispositifs micro-fluidiques pour analyse biologique, laboratoire sur puce.
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| Thèmes
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 Intégration de matériaux de faible permittivité en microélectronique
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 Gravure de verres de silice pour dispositifs microfluidiques d’analyse biologique
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 Matériaux organosiliciés en couche mince pour la photonique intégrée
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| Thèses |
Vanessa Raballand (2006)
Gravure en plasma dense fluorocarboné de matériaux organosiliciés à faible constante diélectrique (SiOCH, SiOHCH-poreux). Etude d’un procédé de polarisation pulsée.
Angélique Bousquet (2005)
Dépôt de couches minces par plasma pulsé radiofréquence et basse pression en mélange hexaméthyldisiloxane / oxygène
David Eon (2004)
Gravure et traitement par plasma de matériaux organosiliciés SiOC(H) pour des applications en lithographie avancée et comme isolant d’interconnexion en microélectronique.
Stéphane Guilet (2003)
Amélioration et caractérisation de l’autocicatrisation dans les condensateurs à films de polypropylène métallisés.
Gael Borvon (2003)
Elaboration par plasma d’hexaméthyldisiloxane de couches minces à faible constante diélectrique pour applications aux interconnexions en CMOS. |
| Publications récentes |
Procédés de synthèse et dépôt de couche minces SiO2 et organosiliciées
- Bousquet A., Bursikova V., Goullet A., Djouadi A., Zajickova L., Granier A., Surface and Coatings Technology 2006, 200, 6517-6521.
- Supiot P., Vivien C., Granier A., Bousquet A., Mackova A., Escaich D., Clergereaux R., Raynaud P., Stryhal Z., Pavlik J., Plasma Processes and Polymers 2006, 3, 100-109.
- Bousquet A., Granier A., Goullet A., Landesman J.P., Thin Solid Films 2006, 514, 45-51.
- Granier A., Borvon G., Bousquet A., Goullet A., Leteinturier C., Van der Lee A., Plasma Processes and Polymers 2006, 3, 365-373.
- Goghero D., Goullet A., Landesman J.P., Solid-state Electronics 2005, 49, 369-376.
- Goghero D., Goullet A., Borvon G., Turban G., Thin Solid Films 2005, 471, 123-127.
- Granier A., Vervloet M., Aumaille K., Vallee C., Plasma Sources Science and Technology 2003, 12, 89-96.
- Borvon G., Goullet A., Melhaoui X., Charrouf N., Granier A., Material Science in Semiconductor Processing 2003, 5, 279-284.
Gravure de SiO2 et traitement plasma de polymères organosiliciés
- Gaboriau F., Cartry G., Peignon M.C., Cardinaud C., J. Phys. D: Appl. Phys. 2006, 39, 1830-1845.
- Eon D., Raballand V., Cartry G., Cardinaud C., Vourdas N., Argitis P., Gogolides E., J. Vac. Sci. & Technol. B 2006, 24, 2678-2688.
- Eon D., Cartry G., Fernandez V., Cardinaud C., Tegou E., Bellas V., Argitis P., Gogolides E., J. Vac. Sci. & Technol. B 2004, 22, 2526-2532.
- Gaboriau F., Fernandez-Peignon M.C., Cartry G., Cardinaud C., J. Vac. Sci. Technol. A 2005, 23, 226-233.
- Tegou E., Bellas V., Gogolides E., Argitis P., Eon D., Cartry G., Cardinaud C., Chem. Mater. 2004, 16, 2567-2577.
- Tserepi A., Gogolides E., Cordoyiannis G., Patsis I., Costantoudis V., Valamontes E., Eon D., Peignon M-C., Cartry G., Cardinaud C., Turban G., J. Vac. Sci. & Technol. B 2003, 21, 174-182.
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