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Elaboration et transfert de films ultra-contraints

Mercredi 23 juin 2021 14:00 - Duree : 2 heures
Lieu : Amphithéâtre Bergès, GreEn-ER, 23 avenue des Martyrs - Grenoble et en VISIO-CONFERENCE

Orateur : Soutenance de Thèse de Laurent MICHAUD

Format hybride PRESENTIEL + DISTANCIEL

Lien pour suivre par visioconférence : https://univ-grenoble-alpes-fr.zoom.us/j/97672499408?pwd=U0xoTXZXcnRmakxmVkNiZFhLaGJiZz09

Résumé : Cette thèse est consacrée à l’étude d’une méthode alternative et originale pour produire un film mince de silicium monocristallin ultra-contraint dans le but de développer une plateforme d’ingénierie de la déformation ("strain engineering") pour les semi-conducteurs monocristallins. Les contraintes sont largement utilisées pour améliorer les performances des transistors à base de silicium et offrent des possibilités exceptionnelles pour l’utilisation de semi-conducteurs compatibles Complementary metal–oxide–semiconductor (CMOS) dans des applications optoélectroniques intéressantes. Les méthodes habituelles utilisées pour fabriquer des semi-conducteurs contraints sont limitées en termes de valeur de déformation, d’orientation de la contrainte, de surface déformée et de qualité cristalline. Notre objectif est de proposer un procédé permettant de contrôler précisément l’état de déformation (c’est-à-dire le tenseur de déformation ) dans un monocristal. Ce procédé est applicable à différents semi-conducteurs et matériaux et est compatible avec un environnement industriel. Le procédé étudié ici repose sur le collage polymère temporaire, l’abrasion mécanique, la gravure humide et le collage direct pour transférer un film mince de silicium monocristallin d’un substrat de type silicium sur isolant à un polymère flexible puis déformer le cristal avec une contrainte externe et enfin le recoller sur un substrat rigide. Les structures silicium sur polymère (SOP) ont été obtenues avec des films minces de silicium monocristallin d’une épaisseur allant de 20 à 205 nm. Des films d’un diamètre total de 200mm ont été transférés ainsi que des motifs. Une étude approfondie du comportement mécanique des structures SOP est fournie en utilisant des platines d’essai de traction biaxiale et uniaxiale combinées à la spectroscopie Raman, de la corrélation d’images numériques, la diffractio n des rayons X et à la micro diffraction de Laue. Ces résultats ont été utilisés pour valider un banc d’essai mécanique adapté aux structures silicium sur polymère flexibles ainsi que les stratégies d’acquisition et d’analyse de données correspondantes. La compréhension du comportement mécanique a permis l’utilisation d’un appareil de "bulge test" pour effectuer un collage direct entre un film de silicium déformé et un substrat de silicium oxydé. La diffraction de Laue a permis une analyse détaillée du cristal transféré. Le processus de transfert a également été adapté à des dispositifs fonctionnels et à des films minces de nitrure d’aluminium polycristallin. Notre banc d’essai mécanique a permis d’extraire le coefficient de déformation ou de contrainte Raman de l’AlN dans différentes configurations. Les résultats prometteurs ont montré que le collage direct est une méthode appropriée pour maintenir un film mince de silicium monocris tallin dans un état de contrainte après le transfert d’un substrat de polymère flexible étiré. Cela peut conduire à un développement sans précédent dans l’ingénierie de la déformation. Des travaux ultérieurs peuvent permettre la production de films minces déformés de différentes natures, orientations et niveaux de déformation.

Notes : La capacité d’accueil sera de 50% soit 75 personnes.

L’ensemble des gestes barrières doivent continuer à être strictement appliqués. Il est notamment rappelé que :

- Le masque de catégorie grand public filtration supérieure à 90 % ou chirurgical doit impérativement être porté par les personnels et les usagers en intérieur et en extérieur.

- Une distance physique d’au moins 1 mètre entre individus debout ou d’au moins 1 mètre ou 1 siège entre individus assis doit être respectée.

Contact : samuel.tardif@cea.fr

Discipline évènement : (Physique)
Entité organisatrice : (LETI)
Nature évènement : (Soutenance de thèse)
Site de l'évènement : Polygone scientifique

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