Report de dispositifs III-V sur substrats silicium

par Julie Dion

Thèse de doctorat en Physique. Sciences et technologies de l'information des télécommunications et des systèmes

Sous la direction de Daniel Bensahel.

Soutenue en 2005

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

mots clés

• Brasure
• Thermalisation

Résumé

Les besoins croissants en debit d'information incitent a integrer aux circuits silicium d'autres materiaux semiconducteurs pour permettre la poursuite de la montee en frequence. Les materiaux proposes pour l'amelioration des performances du circuit silicium font partie de la technologie des conducteurs iii-v. L'objectif de cette these est de mettre au point une technique de report de couches epitaxiees iii-v par brasure auin2 sur substrat silicium dans le but, d'une part, de fixer mecaniquement des dispositifs iii-v sur un circuit silicium, et d'autre part d'ameliorer l'evacuation de la chaleur produite par le dispositifs lors de son fonctionnement le procede de report par brasure auin2 a ete mis au point et optimise a une temperature de 200°c. Sa tenue mecanique et l'efficacite de l'evacuation de la chaleur qu'il permet ont ete verifiees experimentalement par la caracterisation de dispositifs optiques reportes. Enfin les etapes technologiques du procede de fabrication de transistors bipolaires a heterojonction inp/ingaas reportes ont ete optimisees.

Titre traduit

Bonding of III-V devices on to silicium substrate

Résumé

Increasing needs in data throughput brings silicium circuits to integrate other semiconductor materials to allow carrying on frequency rising. Suggested materials to improve perfomances of silicium circuit are from iii-v technology. The goal is to finalize a bonding technique of epitaxially grown iii-v layers, on the one hand to mechanically fix iii-v device onto a silicium substrate and on the other hand to improve the heat dissipation of iii-v devices. Auin2 bonding process has been performed. Low temperature (200°c) auin2 bonding process has been studied and optimized. Mechanical behaviour and resulting heat dissipation have been experimentally verified by caracterisation of bonded optical devices. Technological steps of bonded inp/ingaas heterojunction bipolar transistor fabrication have also been optimised.