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Chargée de Recherche CNRS

Directeur de Recherche CNRS

Fonction :

Chercheur CNRS

Expertises :

• Gravure de matériaux par plasma froids basse pression.
• Diagnostics des plasmas (spectrométrie d’émission optique, spectrométrie de masse, sondes électrostatiques).
• Caractérisation de surface (XPS, ellipsométrie).

Principales thématiques de recherche :

• Procédés plasmas rf à basse pression et étude des mécanismes d’interaction plasma – surface pour la gravure ou le traitement de matériaux.
• Gravure de V2O3
• Mécanismes d’interaction plasma – surface à basse température

Projets de recherche en cours :

Projet ANR 20-CE24-0014-02 PSICryo « Understanding plasma-surface interactions in cryogenic etching for advanced patterning applications », associant le LTM-Grenoble (porteur), le GREMI-Orléans et l’IMN-Nantes. Pour l’IMN il s’agit d’étudier les mécanismes de surface (chimisorption vs physisorption) impliqués dans les procédés de cryogravure, notamment en vue d’une gravure contrôlée à l’échelle atomique (ALE - atomic layer etching).

https://anr.fr/Projet-ANR-20-CE24-0014

Biographie :

Après un parcours universitaire et une thèse sur la caractérisation structurale de semi-conducteurs amorphes SiGe : H et Si : H,Cl par spectroscopies X et électronique, j’ai intégré le CNRS pour y travailler sur la caractérisation de surfaces et de matériaux en couches minces traités par plasma froids (1985-1988). Mon centre d’intérêt s’est alors étendu à l’étude des procédés plasma pour la gravure de matériaux semi-conducteurs, diélectriques ou métalliques (1988-présent).

Je me suis intéressé et formé à la physique des décharges excitées en radiofréquence dans les gaz à basse pression (~1 Pa) et à leurs diagnostics. J’ai ainsi développé une expertise sur la gravure des matériaux pour la microélectronique : Si, SiO2, organosiliciés low-κ, verres de silice et W en plasma fluoré (SF6, CHF3, C2F6), sur la gravure de matériaux pour la photonique : InP et CdHgTe en plasma CH4-H2 et dérivés, verres chalcogénure en plasmas fluorés et CH4-H2. Cela m’a amené également à développer une expertise sur la caractérisation physique et chimique des plasmas par spectrométrie de masse, spectrométrie optique en émission et sondes électrostatiques, ainsi que sur la caractérisation des surfaces et des interfaces par spectrométrie de photoélectrons, ellipsométrie et microscopie de champ proche.

Mon activité de recherche actuelle concerne la gravure de l’oxyde de vanadium V2O3 et les mécanismes fondamentaux de gravure et d’interaction plasma et gaz avec la surface à température cryogénique.

Publications :

122

Publications majeures illustratives :

Articles de revue
Ch. Cardinaud, M-C. Peignon, P.Y. Tessier “Plasma etching: principles, mechanisms, application to micro- and nanotechnologies” Appl. Surf. Sci. 164, 72-83 2000.
http://dx.doi.org/10.1016/S0169-4332(00)00328-7

C. Cardinaud “Fluorine-based plasmas: Main features and application in micro-and nanotechnology and in surface treatment” Comptes Rendus Chimie de l’Académie des Sciences 21, 723-739 2018.
https://doi.org/10.1016/j.crci.2018.01.009

Articles sur les mécanismes de gravure par plasma, les diagnostics des plasmas, l’interaction plasma-surface
Ch. Cardinaud, A. Rhounna, G. Turban, B. Grolleau “Contamination of silicon surfaces exposed to CHF3 plasmas: An XPS study of the film-surface interface” J. Electrochem. Soc. 135, 1472-1477, 1988. http://dx.doi.org/10.1149/1.2096034

Ch. Cardinaud, G. Turban “Mechanistic studies of the initial stages of etching of Si and SiO2 in a CHF3 plasma” Appl. Surf. Sci. 45, 109-120, 1990.
http://dx.doi.org/10.1016/0169-4332(90)90061-4

M-C. Peignon, Ch. Cardinaud, G. Turban “A kinetic study of reactive ion etching of tungsten in SF6 - O2 RF plasmas” J. Electrochem. Soc. 140, 505-512, 1993.
http://dx.doi.org/10.1149/1.2221077

Y. Feurprier, Ch. Cardinaud, G. Turban “Influence of the gas mixture on the reactive ion etching of InP in CH4 - H2 plasmas” J. Vacuum Sci. & Technol. B 15, 1733-1740 1997.
http://dx.doi.org/10.1116/1.589363

F. Gaboriau, G. Cartry, M-C. Peignon, Ch. Cardinaud “Selective and deep plasma etching of SiO2: comparison between different fluorocarbon gases (CF4, C2F6, CHF3) mixed with CH4 or H2 and influence of residence time” J. Vacuum Sci. & Technol. B 20, 1514-1521 2002.
http://dx.doi.org/10.1116/1.1495502

S. Bouchoule, R. Chanson, A. Pageau, E. Cambril, S. Guilet, A. Rhallabi, C. Cardinaud “Surface chemistry of InP ridge structures etched in Cl2-based plasma analysed with angular XPS” J. Vacuum Sci. & Technol. A 33, 05E124 2015.
http://dx.doi.org/10.1116/1.4927541

J. Piet, W. Faider, A. Girard, F. Boulard and C. Cardinaud “Investigation of organic precursors and plasma mixtures allowing control of carbon passivation when etching HgCdTe in hydrocarbon-based inductively coupled plasmas” J. Vacuum Sci. & Technol. A 38, 053005 2020. https://doi.org/10.1116/6.0000397

T. Meyer, A. Girard, G. Le Dain, A. Rhallabi, E. Baudet, M. Baillieul, V. Nazabal, P. Němec and C. Cardinaud “Mass spectrometry and in situ X-ray Photoelectron Spectroscopy investigations of organometallic species induced by the etching of germanium, antimony and selenium in a methane-based plasma” Plasma Sources Sci. & Technol. 32 (2023) 085003.
https://doi.org/10.1088/1361-6595/aceaa5

Articles liés à l’expertise en analyse XPS – collaborations extérieures
K. Tsougeni, N. Vourdas, A. Tserepi, E. Gogolides, C. Cardinaud “Mechanisms of Oxygen Plasma Nanotexturing of Organic Polymer Surfaces: From Stable Super Hydrophilic to Super Hydrophobic Surfaces” Langmuir 25, 11748-11759 2009.
http://dx.doi.org/10.1021/la901072z

E. Baudet, C. Cardinaud, A. Girard, E. Rinnert, K. Michel, B. Bureau, V. Nazabal “Structural analysis of RF sputtered Ge-Sb-Se thin films by Raman and X-ray photoelectron spectroscopies” J. Non-Cryst. Solids 444, 64-72 2016.
http://dx.doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2016.04.017

Lien vers publi HAL : https://hal.science/search/index?q=cardinaud+christophe

Lien vers orcid : https://orcid.org/0000-0002-9753-8848

Autres liens :

• Société Française du Vide
• Réseau des Plasmas Froids
• Formations plasmas froids en France

Directeur de Recherche CNRS

Fonction:

Research Director DR 1

• Coordinator of the Mott-IA maturation project on artificial Neural Networks
• Laureate of the RISE 2024 program for the creation of the startup Mottronix.
• Member of the International Research Laboratory (IRL) DYNACOM

Former positions: 
2018 – 2023 Team Leader Physique des Matériaux et Nanostructures (PMN)
2015 – 2018 Co-director of the team Physique des Matériaux et Nanostructures (PMN)
2000 – 2021 Associate researcher and then Director of Research DR2 Institut des Matériaux de Nantes Jean Rouxel

Education:

• 2011 Habilitation à diriger des recherches (higher PhD) Faculty of sciences / Nantes University
• 1998 – 2000 Associate Researcher - Cornell University (USA). Advisor : Franck J. Disalvo
• 1995 - 1998 PhD in material sciences – Nantes University
  Advisors : Alain Meerschaut /Jean Rouxel (Institut des Matériaux Jean Rouxel)

Research themes:

• Solid State chemistry and physics.
• Resistive switching in chalcogenide and oxide Mott Insulators. Application for non-volatile memories (RRAM/ Memristors) or as new neuromorphic components.
• Topochemical synthesis of new (oxy-)chalcogenide compounds.

Distinctions:

• 2023 Scientific grand prize of the french physical society (SFP)
• 2012, 17 et 23 CNRS Award of scientific excellence
• 1998 Bourse LAVOISIER du Ministère des Affaires Etrangères

Scientific production:
175 Publications, 2 book chapters, 65 invited conferences, 6 patents

Maître de Conférences

Fonctions :

Étudiante en doctorat

Principales thématiques de recherche :

Modélisation de plasma, procédé HiPIMS, couches minces, titane

Projets de recherche en cours :

Doctorat sur la modélisation multi-échelle du plasma en pulvérisation magnétron à impulsions de haute puissance (HiPIMS) pour le dépôt de couches minces de titane.

Activités dans la communauté de recherche :

Co-présidente de l’association SYRA.

Représentante des doctorants de Nantes auprès du Collège Doctoral Matière, Molécules, Matériaux et Géosciences (3MG).

Biographie :

Après un Master Science de la Matière (Matériaux Innovants et Systèmes pour l’énergie) à Nantes Université, j’ai eu l’opportunité de développer mes compétences au sein de l’équipe PCM à l’IMN, lors d’un stage de recherche sur les plasmas de gravure de semi-conducteurs, avant de me lancer dans un doctorat au sein de la même équipe, sur la modélisation de plasma en procédé HiPIMS, pour le dépôt de couches minces de titane.

Je m’investis dans l’association des doctorants SYRA de l’IMN, en tant que co-présidente. J’accorde également une grande importance au bien-être des doctorants et ai eu la chance d’être élue représentante des doctorants auprès du Collège Doctoral Matière, Molécules, Matériaux et Géosciences (3MG).

Enseignement :

UE XLG4PU050 Modélisation pour la Physique 2

Lien vers orcid : https://orcid.org/0009-0006-8897-197X?lang=en

Lien LinkedIn : www.linkedin.com/in/coline-chartrain-4372b3223

Professeur des Universités

Maître de Conférences

Fonctions :

Ingénieure d’études

Qualifications :

Diplôme ingénieur matériaux-chimie et double diplôme master de recherche

Expertises :

• synthèse inorganique de poudres et cristaux (tubes scellés,
• boîte à gants, ball-milling, transport à l’iode),
• dépôt de couches minces par PVD (Physical Vapor Déposition),
• caractérisations physico-chimiques (DRX poudres et cristaux, R(T),
• EDX,
• affinement de structure par la méthode Rietveld).

Principales thématiques de recherche :

• Supraconductivité,
• Transitions de phases photo-induites,
• Mottronique.

Projets de recherche en cours :

• ANR MISFIT,
• ANR FASTRAIN,
• MOTT-IA

Lien vers orcid : https://orcid.org/0009-0001-2365-837X

Maître de Conférences

Maître de Conférences