Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies - Campus de Marcoussis
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Technologies Génériques > Couches minces diélectriques
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Dielec

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Puce Présentation

La ressource Dépôts Diélectriques a pour mission de répondre aux besoins en dépôts de couches minces diélectriques, principalement sur substrats semi-conducteurs (InP, GaAS, Si).

L'équipe responsable possède l'expertise technique sur les équipements et veille à leur maintenance. Elle veille à la pérennité et l'optimisation des procédés existants. Elle a en charge la réalisation des dépôts, ainsi que la formation des utilisateurs sur les équipements en libre-service ou service restreint. Parallèlement elle effectue les développements de nouveaux matériaux et de nouveaux procédés adaptés à la réalisation de composants et dispositifs pour les études internes du laboratoire, et pour les projets externes :

  • masque de gravure des semiconducteurs, masques d'implantation,
  • couches diélectriques pour l'isolation électrique,
  • couches diélectriques pour la passivation,
  • matériaux présentant des propriétés diélectriques spécifiques (forte tension de claquage, faible contrainte, indice optique spécifique, faible hydrogénation des couches, ...).

 De nouveaux développements ont été réalisés depuis 2004 sur l'élaboration de couches anti-reflet ou de très haute-réflectivité sur les facettes de puces lasers pour l'optoélectronique.  Le parc d'équipement a été largement mis à nouveau grâce au soutien du financement RTB : nouvelle machine de pulvérisation cathodique MPS800, nouveau bâti de dépôt par canon à électrons avec assistance ionique dédié aux couches optiques MEB800, et nouvelle machine de dépôts conformes par Atomic Layer Deposition Fiji.

Faisceau d'électrons balayant une charge de SiO2 Plasma d'Argon pour pulvérisation d'Al2O3

Puce Moyens techniques

MachDiePECVD Bâti de dépôt assisté par plasma (PECVD)
Carbure de Silicium développé en interne
white MachDieND200 Bâti Unaxis D200
Dépôt par PECVD de SiO2 et Si3N4
MachDieSCM650 Bâti Alcatel SCM 650
Dépôt par pulvérisation (SiC, Si3N4,Al2O3, SiO2 , TiO2,...)
white MachDiePlassys Bâti PLASSYS MEB 400
Dépôt de couches minces optiques assisté par un canon à ions par évaporation sous vide.
ALD Bâti ALD FIJI 200
Dépôt uniforme et conforme sur des structures à haut rapport de forme de couches d'alumine, d'oxyde d'hafnium.
white MachDieND200 Bâti UNAXIS ND200
Dépôt par PECVD de SiO2 et Si3N4
MP800 Bâti PLASSYS MPS800
Dépôt par pulvérisation (SiC, Si3N4,Al2O3, SiO2 , TiO2,...)
white MEB800 Bâti PLASSYS MEB800

Dépôt de couches minces optiques par évaporation sous vide assisté par un canon à ions.

Puce Activités et Résultats marquants

Les procédés développés ont permis la réalisation des dispositifs variés, notamment dans le domaine du magnétisme et des nano-technologies :

  • Membranes en SiC 50 nm d'épaisseur transparentes aux électrons pour l'observation de nanotubes de carbone et application à la biologie.
  • Miroirs HR (YF3/ZnS) pour guides d'ondes laser (1,55 µm, 780nm...)
  • Cantilevers en SiC (pulvérisation cathodique) à courbure contrôlée

Micropeignes en SiC avec pistes métalliques intégrées Membrane en SiC 2 µm d'épaisseur

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Puce Membres

Contacts

 Lafosse Xavier  (+33) 1 69 63 60 73  

Et aussi...

 Ulysse Christian  (+33) 1 69 63 60 90  
 Le Gratiet Luc  (+33) 1 69 63 60 63  
 Durnez Alan  (+33) 1 69 63 60 77  

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Puce Publications

Publications dans des journaux
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Puce Stages passés et en cours

Stage


  • Réalisation de filtres interférentiels en matériaux diélectriques faibles pertes

  • J. Rebellato-(2013-09-23 / 2014-10-28)
    Niveau : Licence
    Contact : X. Lafosse , L. Le Gratiet
    Groupe :


    En savoir plus

  • Détermination de propriétés physiques de dépôts de couches minces diélectriques (Avril-Juin 2013)

  • P. Kada-(2013-04-15 / 2013-06-28)
    Niveau : DUT
    Contact : X. Lafosse
    Groupe :


    En savoir plus
    L’objet de ce stage de 3 mois porte sur la détermination de caractéristiques physiques sur des dépôts de matériaux diélectriques (Oxydes, nitrures..), en couches minces, usuels, effectués au laboratoire. Ces matériaux sont principalement utilisés pour leurs propriétés isolantes (passivation, grille), mécaniques (cantilever, micro-membranes) ou optiques (filtres miroirs ou antireflets). Les dépôts en couches minces diélectriques sont réalisés, au laboratoire, par différentes techniques principalement situées en salle blanche : Pulvérisation cathodique, évaporation assistée par ions, PECVD, oxydation thermique du Silicium. Un certain nombre de matériaux déposés par ces techniques nécessitent des caractérisations complémentaires afin d’évaluer leur qualité pour les applications internes ou demandes externes au laboratoire. Typiquement, seront elaborés et mesurés lors de ce stage, plusieurs types de dépôts de matériaux tels que le SiO2, Si3N4, TiO2 et HfO2. Ces matériaux seront déposés soit par pulvérisation cathodique radiofréquence magnétron ou par évaporation assistée par ions. Les caractérisations qui seront menées sur les échantillons permettront de mesurer : - Les rugosités RMS (par Microscopie à Force Atomique - Les contraintes mécaniques (par Profilométrie mécanique - Les indices optiques (par Ellipsométrie Spectroscopique - Les permittivités relatives εr (par la réalisation d’une capacité en couche mince, Mesure C(V) et microscopie optique - Quelques observations par Microscopie électronique à Balayage seront menées pour étoffer l’étude et y apporter un volet « Structural ».

    Nous ferons varier plusieurs paramètres de dépôt de ces couches afin d’en mesurer l’impact sur les caractéristiques précitées.

    Outre les dépôts de couches minces et les caractérisations, le/la stagiaire sera potentiellement amené à utiliser d’autres techniques d’élaboration / mise en forme de couches minces comme la photolithographie ainsi que la gravure sèche (RIE). Les informations qui seront obtenues permettront de faire évoluer certains procédés afin d’obtenir les couches et revêtements les plus adaptés en fonction des demandes. Ce travail se deroulera essentiellement en Salle Blanche.
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