Croissance et fonctionnalisation du carbure de silicium polycristallin

Processing of tailored polycrystalline silicone carbide

• Auteur / Autrice : Guy Chichignoud
• Direction : Michel Pons, Etienne Pernot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polycristaux

Carbure de silicium

Croissance cristalline

Résumé

Dans le domaine de l'électronique basée sur des substrats de SiC (hautes températures, hautes fréquences, fortes puissances), la production de masse des composants est encore limitée par la qualité, la taille et le coût des substrats monocristallins. Une des motivations du projet régional dans lequel s'inscrit cette thèse est de développer un savoir-faire scientifique et technique sur "élaboration de SiC polycristallin adapté aux technologies de report de films minces monocristallins (Smart Cut de SOITEC) qui permet de réduire le coût des plaquettes par la réalisation de quasi-substrats. La réalisation de substrats pour le report nécessite à la fois de fonctionnaliser la surface (flèche, rugosité résiduelle. . . ) et de contrôler la microstructure et les propriétés de masse (conductivités électriques et thermiques) afin de permettre et d'optimiser les étapes d'adhésion moléculaire ainsi que le fonctionnement des dispositifs. Les polycristaux ont été élaborés par des techniques de croissance massive gaz-solide (CVD, PVT et CF-PVT). Des caractérisations multi-échelles (MES, ESSD, spectroscopie Raman et profilométrie)

Ln the field of silicon carbide substrates based electronics for high temperature, high power and high frequencies applications, device production is still limited by the quality, the cost and the size of available single crystals. This PhD thesis is a part of a project funded by the Région Rhône-Alpes, which consists in acquiring expertise concerning the polycrystalline silicon carbide applied to the thin film transfer technology (Smart-Cut process by Soitec). Such a process enables the processing of large and low cost quasi-substrates whom crystalline, thermal and electrical properties are very close to those of single crystals. Transferring monocrystalline thin films on silicon carbide polycrystalline substrates implies the processing of tailored surface (bowing, roughness. . . ) and bulk properties (electrical and thermal conductivity) material. Such a control is a need in the way of optimizing both the molecular sticking step and the subsequent device working. POlycrystalline material were grown by bulk gas-solid growth processes (CVO, PVT and CF-PVT). Multi-scale characterizations (SEM, ESSO, Raman spectroscopy and profilometry) were used to highlight the main barriers and to propose different ways of improvement.