Optimisation d'un substrat aln-sic pour microelectronique hybride. Relation entre le comportement thermique et electrique local et la microstructure

par JEAN-PAUL SACHET

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de DANIEL BROUSSAUD.

Soutenue en 1990

à l'EMP .

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  • Résumé

    Cette etude a permis de mettre au point un nouveau substrat a base d'aln de forte conductivite thermique, 145 w/m. K et de resistivite electrique elevee, 5. 10#1#2. Cm a temperature ambiante, ceci pour repondre aux exigences de la microelectronique de puissance. Les substrats ont ete realises par frittage naturel en utilisant comme activateur de frittage y#2o#3. La quantite de celui-ci depend de la qualite des poudres aln, notamment de leur teneur en oxygene. Un plan d'experiences en carre latin a permis d'obtenir une composition et une temperature de frittage optimisees: 90% aln 10% y#2o#3+0. 05% sic frittee a 1800#oc. Pour expliciter le comportement global du materiau, une etude fine de la microstructure par microscopie electronique (meb+cathodoluminescence, met-stem-edx-eels) a ete associee a deux techniques originales: une technique de photoreflexion basee sur les variations locales du coefficient de reflexion optique induites par un faisceau laser et une technique de detection de differences de potentiel interfacial in-situ au met. Ces differentes methodes ont permis d'une part de mettre en evidence l'influence des phases intergranulaires a la fois sur la dissipation thermique et sur la resistivite electrique et d'autre part de montrer l'importance de la temperature de frittage, de l'oxygene et de la quantite de sic sur la densite de defauts (fautes d'empilements, dislocations) qui affectent egalement la conductivite thermique


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