Etude des mécanismes de rupture du silicium induits par l'implantation ionique d'hydrogène dans le cadre de la technologie Smart Cut TM

par Sébastien Personnic

Thèse de doctorat en Sciences et génie des matériaux

Sous la direction de Roland Fortunier et de Helmut Klöcker.


  • Résumé

    La technologie Smart Cut est un procédé d’élaboration de films minces et de substrats SOI basé sur l’implantation ionique d’ions légers dans le matériau (H+). Lors d’un traitement thermique, les défauts étendus hydrogénés nucléés durant l’implantation se développent, conduisant à la formation d’une ligne de fissuration dans le matériau et au transfert du film mince. Les travaux de thèse ont consisté à étudier l’étape de rupture du silicium liée au developpement de ces défauts structuraux sous activation thermique. Les mécanismes physico-chimiques clés impliqués dans la rupture du silicium ont pu être décrits ou quantifiés. Ils ont permis de mettre en évidence un mécanisme global de transfert de films minces et les différents modes de croissance des défauts étendus hydrogénés. Suite à l’analyse du silicium implanté et recuit, des modèles permettant de prévoir le développement des micro-fissures et d’optimiser la technologie Smart Cut ont été proposés.

  • Titre traduit

    Study of the Smart Cut tm splitting mechanism in silicon induced by hydrogen ion implantation


  • Résumé

    The Smart Cut technology is a thin layer and SOI substrates making process based on ion implantation of light elements in the material (H+). During a thermal treatment, the hydrogenated extended defects, created at the time of the implantation, grow up and form a fracture line in the material leading to the thin layer transfer. The research was essentially focused on the splitting mechanism in silicon related to the hydrogen extended defects growth under thermal treatment. The key physical chemistry and mechanical mechanisms of the hydrogen-induced layer transfer in silicon have been studied and quantified. A comprehensive picture of the splitting phenomenon was underlined. The different steps of growth kinetics of hydrogen extended defects were subsequently described. Following the analysis of the implanted and annealed silicon, models allowing to predict the growth kinetics of microcracks and optimize the Smart Cut technology were proposed.

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Informations

  • Détails : 1 vol (230 p.)
  • Notes : Thèse confidentielle jusqu'en octobre 2010
  • Annexes : Bibliogr.

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  • Bibliothèque : Ecole nationale supérieure des mines. Centre de documentation et d'information.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 620.19 PER
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