Méthodologie de caractérisation de paramètres thermomécaniques de matériaux pour la microélectronique

par Olivier Perat

Thèse de doctorat en Microélectronique. Microsystèmes

Sous la direction de Jean-Marie Dorkel et de Emmanuel Scheid.

Soutenue en 2002

à Toulouse, INSA .


  • Résumé

    Les exigences en termes de performance, de fiabilité et de coût requièrent une conception optimisée des circuits électroniques. Nos recherches réalisées au sein d'un laboratoire commun, associant MOTOROLA SPS, la Région Midi-Pyrénées et le LAAS/CNRS concernent les défaillances d'origine thermomécanique des composants. Nos travaux portent sur le développement d'une méthode de caractérisation de deux paramètres thermomécaniques des matériaux en couche mince: le module d'Young et le coefficient de dilatation thermique. Basée sur une modélisation analytique des contraintes thermomécaniques, la méthode repose sur la déflection thermique de micropoutres bilames. Elle permet la détermination en température des deux paramètres avec une résolution très convenable et un mode opératoire unique. Des cantilevers bilames, réalisés en salle blanche, ont permis de valider la méthode et ont fournis d'intéressants résultats concernant l'étude de la fatigue thermique des assemblages.

  • Titre traduit

    Methodology for thermomechanical characterization of materials devoted to microelectronics


  • Résumé

    Optimisation of electronic circuits is mandatory to meet performance, reliability and cost requirements. Our investigation, performed in a Motorola, LAAS/CNRS, Région Midi-Pyrénées common laboratory, concerns the thermal fatigue induced failures of components. Our work deals with the development of a characterisation method of two thermomechanical parameters: the Young's modulus and the coefficient of thermal expansion. Starting from an analytical modelling of thermomechanical stresses, the method is based on the thermal deflection of bilayer cantilevers. Using a single experimental set-up, this method allows the determination of the two parameters as a function of temperature, with a fairly good resolution. Bilayer cantilevers, processed in a clean room, have led to the validation of the method and have provided interesting results concerning study of the thermal fatigue behaviour of heterogeneous assemblies.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (161 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 120-125. Glossaire

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées. Bibliothèque centrale.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2002/669/PER
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