locked59 Intranet

 

 

Procédés de gravure

Christophe Cardinaud, Marie-Claude Fernandez, Aurélie Girard, Ahmed Rhallabi, Wilfrid Faider (post PhD), Guillaume Le Dain (PhD), Aurélien Sarrazin (PhD), Yehya Haidar (PhD).

La gravure par plasma permet la réalisation de motifs aux dimensions micrométriques ou nanométriques dans un matériau. Elle est une des étapes essentielles dans les procédés de fabrication des circuits intégrés. Depuis sa naissance dans les années 1980, son développement constant a été l’un des moteurs du formidable essor des technologies de la microélectronique, des télécommunications et des microsystèmes. Les performances du dispositif réalisé (microprocesseur, mémoire, capteur…) sont étroitement liées à nature des matériaux utilisés, à la dimension des structures gravées et à la qualité des états de surface obtenus.
Nous nous intéressons aux aspects fondamentaux des mécanismes réactionnels : Quelles sont les espèces formées dans le plasma ? Comment interagissent-elles avec les matériaux ? Quels sont les produits d’interactions ? Ces études, réalisées en couplant les approches expérimentales et de modélisation, ont deux finalités :

  • la compréhension des mécanismes physicochimiques de la gravure,
  • la maîtrise du contrôle dimensionnel, de la chimie de surface et des propriétés physiques des motifs gravés.

Nos moyens expérimentaux comprennent des réacteurs de gravure, des outils de caractérisation du plasma par spectrométrie de masse, spectrométrie optique en émission et absorption large bande ainsi que sondes électrostatiques, et des outils d’analyse des surfaces par microscopies électroniques, microscopie à force atomique, ellipsométrie ou spectroscopie de photoélectrons. L’approche de modélisation est mise en œuvre autour de trois modules : cinétique réactionnelle dans le plasma, transport des espèces vers la surface et interaction entre les espèces et la surface.
Permanents impliqués : Christophe Cardinaud, Marie-Claude Fernandez, Aurélie Girard, Ahmed Rhallabi
Doctorants : Guillaume LeDain, Aurélien Sarrazin
Post-docs : Wilfrid Faider

Gravure et traitement de surface de matériaux chalcogénure

Aurélie Girard, Christophe Cardinaud

Nous nous intéressons à la gravure et au traitement de surface par plasma de deux types de matériaux chalcogénure.

Les verres de chalcogénure aux propriétés optiques remarquables.

Les verres de chalcogénure formés en association avec les éléments des colonnes 13 (Ga, In) 14 (Si, Ge) ou 15 (As, Sb) ont des propriétés optiques remarquables. Leur excellente transmission dans l’infra-rouge moyen et leur propriété de non linéarité optique en font des matériaux adaptés à la réalisation de composants et dispositifs optiques intégrés pour des applications dans le domaine des capteurs bio-chimiques. La fabrication des composants requiert de structurer le matériau à l’échelle micrométrique ou sub-micrométrique pour y réaliser les sources de lumière et guides d’onde et autres dispositifs. A l’instar des procédés et technologies mis en œuvre en micro-électronique, cette structuration est effectuée par gravure plasma.

Gravure de InP en plasma chloré

Christophe Cardinaud, Romain Chanson (2009-2012), Marie-Claude Fernandez, Ahmed Rhallabi

L'intégration des composants optoélectroniques III-V sur des circuits silicium est un enjeu majeur pour les applications télécom, telles que les lasers à base d'InP sur des puces silicium, mais elle nécessite de lever certains verrous technologiques comme la gravure plasma de l'InP.

Nous étudions la gravure de l'InP par plasma ICP chloré par une double approche modélisation et expérimentale. L'objectif est de comprendre les mécanismes de gravure des motifs, l'influence du masque (nature, géométrie) et du matériau d'électrode (Si, SiO2, Al) et de sa température afin d'optimiser ce type de procédé.

Gravure profonde du silicium

Christophe Cardinaud, Marie-Claude Fernandez, Pateau Amand (2011-2014), Ahmed Rhallabi, LeDain Guillaume (2015-2018), Yehya Haidar (2012-2016)

La gravure profonde de silicium est une étape clé pour les nouvelles technologies à base de silicium comme les circuits passifs intégrés, les MEMS (micro-electro-chemical systems) et les SIP (systems in package). La réalisation de structures profondes microniques, anisotropes et dépourvues de défauts par rapport au profil désiré ("undercut", "bowing" et "trenching") reste une tâche très difficile, d'autant plus que les facteurs d'aspect sont de plus en plus importants.

Dans ce contexte, nous étudions par une approche de modélisation multiéchelle le procédé Bosch, qui consiste à alterner phase de gravure plasma (SF6) et phase de passivation des flancs (dépôt d'un polymère fluoro-carboné). Nous nous intéressons au procédé conventionnel en plasma SF6/C4F8 mais également à un procédé tri-pulsé SF6/C4F8/O2.

Procédés de gravure des matériaux CdHgTe en plasma hydrocarboné

Christophe Cardinaud, Wilfrid Faider (2014-2015, 2016-2017), Stéphane Ginestar (2013), Aurélie Girard, Simon Jacq (2010-2013), Laurent Brizoual (→ 08/2013), Arnaud Pageau (2011-2014)

Voir et identifier des objets grâce à leur température nécessite de capter le rayonnement infra-rouge (IR) émis par la scène observée. Les applications de ce type de caméra sont nombreuses : vision en condition de faible visibilité, surveillance de sites industriels, imagerie spatiale, diagnostic inflammatoire...

Les composés CdHgTe sont des matériaux de choix pour la réalisation de photodétecteurs IR performants. Nos études, réalisées en collaboration avec le département Optronique du CEA/Leti et avec le soutien de la DGA, concernent les dispositifs dits de troisième génération, capables par exemple de capter plusieurs gammes dans l'infra-rouge (détecteur multi-spectral).

Downloadhttp://bigtheme.net/joomla Joomla Templates