Isolation diélectrique des circuits intégrés de puissance par recristallisation en phase liquide

par Sylvie Roux

Thèse de doctorat en Micro-électronique

Sous la direction de Jean-Marie Dilhac.

Soutenue en 2001

à Toulouse, INSA , en partenariat avec Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes L.A.A.S. (Toulouse) (laboratoire) .


  • Résumé

    Ces travaux s'insèrent dans le cadre de l'intégration des composants de puissance. En effet, le souci majeur de l'électronique de puissance est la cohabitation sur un même substrat de composants utilisant de forts courants et/ou de fortes tensions avec des composants petits signaux. Cette étude répond à un besoin de réduction du nombre de boîtiers électroniques, de la quantité de câbles de connexion et du coût de fabrication. Pour réaliser cette intégration nous avons étudié un substrat de silicium sur isolant qui, grâce à cette couche d'oxyde de silicium enterrée, permet d'obtenir une zone de silicium isolée du substrat initial. La principale caractéristique de la méthode de réalisation de ce substrat, retenue dans ces travaux, est l'emploi d'une couche d'oxyde enterré localisée. Cela signifie que la surface de la plaquette de silicium est couverte d'une alternance de substrat sur isolant et de substrat massif. La technique de réalisation du substrat de silicium sur isolant consiste à recristalliser en phase liquide une couche de silicium polycristalline sur oxyde à partir de zones de germe monocristallines. Après un bref état de l'art des différentes techniques de silicium sur isolant, nous abordons la description plus approfondie du procédé de réalisation de notre substrat de silicium sur oxyde. Enfin, une large place est accordée au développement technologique en salle blanche du LAAS/CNRS du procédé de préparation du substrat de silicium sur isolant et à la réalisation de composants. De nombreux résultats de caractérisations physiques et électriques de ce substrat sont présentés et analysés

  • Titre traduit

    Dielectrical insulation of power integrated circuits by recrystallization in liquid phase


  • Résumé

    This work takes part of the integration of power devices. Indeed, the main concern within the power electronics is the co-existence in the same substrate of devices using high currents and/or high voltages and of small signal devices. This study meets the need of dimensions shrinking, number of chips reduction, connectivity shrinking and cost reduction. To perform this integration we have chosen to study a silicon on insulator (SOI) substrate, which, due to this buried oxyde layer, allows to obtain a silicon area insulated from the bulk silicon. The method chosen to realize the SOI substrate has the advantage to perform a localized SOI layer. This means that the wafer surface is covered by alternately SOI layer and bulk silicon. To realize this localized SOI substrate, we are using a technique called LEGO for Lateral Epitaxial Growth over Oxide, which consists in the recrystallization in liquid phase of a polycrystalline silicon layer over oxyde beginning from monocystalline seed area. After the state of the art about the different SOI techniques, we present the description of the process for realizing SOI layers. Then, the technological part of the process is explained, whose development took place in the LAAS/CNRS clean room, in addition we present the realization of devices in SOI substrate. Some results of physical and electrical characterizations of the SOI substrate realized by LEGO are exposed and analysed

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Informations

  • Détails : X-132-[25] f.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Notes bibliogr.

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées. Bibliothèque centrale.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2001/608/ROU
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