Microstructures en silicium polycristallin déposé sur verre. Application à la réalisation et la caractérisation de transistors en couche mince à grille suspendue

par Hicham El-Din Mahfouz Kotb

Thèse de doctorat en Électronique

Sous la direction de Tayeb Mohammed-Brahim.

Soutenue en 2004

à Rennes 1 .

mots clés

• Micro-usinage
• Silicium cristallisé
• Contraintes (mécanique)
• Transistors en couches minces
• Détecteurs de gaz

Résumé

Ce travail est consacré à la réalisation, par micro-usinage de surface sur substrat de verre, de transistors en couches minces à grille suspendue (TFTs à air-gap). L'ensemble grille suspendue - couche active est réalisé en couches minces de polysilicium. La première partie de ce travail traite l'optimisation du procédé de fabrication des micro-ponts en polysilicium. La clé de voûte du procédé est un recuit de cristallisation du silicium structurel vers 570 ʿC - 600 ʿC, associé à l'utilisation de germanium comme couche sacrificielle. Dans la deuxième partie, des transistors à air-gap ont été réalisés en utilisant une couche sacrificielle de 500 nm d'épaisseur. Après libération, les transistors ont présenté de bonnes performances avec une pente sous le seuil et une tension de seuil de l'ordre de 0,7 V/dec et 6 V respectivement. L'effet de l'ambiance sur les caractéristiques de ces transistors à air-gap, a été étudié en troisième partie. Enfin, un modèle est proposé afin d'expliquer le comportement électrique du transistor sous l'effet de différentes ambiances.

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