Les développements avancés de la technologie Smart Cut ™ : Fabrication de wafers fins de silicium & de structures hétéro-silicones-sur-quelque chose
Auteur / Autrice : | Raphaël Meyer |
Direction : | Mustapha Lemiti |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Sciences des matériaux |
Date : | Soutenance le 20/04/2016 |
Etablissement(s) : | Lyon |
Ecole(s) doctorale(s) : | Ecole doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne ; 1992?-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : INL - Institut des Nanotechnologies de Lyon, UMR5270 (Rhône) - Institut des Nanotechnologies de Lyon - Site de l'INSA / INL |
établissement opérateur d'inscription : Institut national des sciences appliquées (Lyon ; 1957-....) | |
Jury : | Président / Présidente : Georges Bremond |
Examinateurs / Examinatrices : Mustapha Lemiti, Georges Bremond, Alain Claverie, Eric Tournié, Michel Bruel, Oleg Kononchuk, Hubert Moriceau, Kader Zaidat | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Alain Claverie, Eric Tournié |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
La thèse porte sur l’étude de la cinétique de Smart Cut™ dans du silicium après implantation hydrogène, pour des températures de recuit comprises entre 500°C et 1300°C. Ainsi, la cinétique de séparation de couches (splitting) est caractérisée en considérant des recuits dans un four à moufle ainsi que des recuits laser. Sur la base de cette caractérisation, un modèle physique, basé sur le comportement de l’hydrogène implanté durant le recuit, est proposé. Le modèle s’appuie sur des caractérisations SIMS de l’évolution de la concentration d’hydrogène durant le recuit, ainsi que sur des simulations numériques. Le modèle propose une explication aux propriétés des films obtenus en fonction des conditions de recuit et mesurées par microscopie optique, AFM ainsi que par des mesures des énergies d’interfaces. Sur la base du modèle de splitting obtenu, deux procédés de fabrication de films de silicium sont proposés pour l’élaboration de matériaux de silicium sur saphir et verre par recuit laser ainsi que pour l’élaboration de feuilles de silicium monocristallin par épitaxie en phase liquide sur substrat silicium implanté. L’étude de premier procédé prouve pour la première fois la possibilité d’appliquer le procédé Smart Cut™ sur des substrats de silicium implanté. Les films ainsi obtenus présentent des grandes surfaces de transfert (wafer de 200 mm), ce qui présente un grand intérêt industriel. L’étude propose différentes caractérisations des films obtenus (AFM, profilométrie optique, mesure 4 pointe). Le deuxième procédé est démontré en utilisant des bancs d’épitaxie en phase liquide de silicium (température supérieure à 1410°C) afin d’effectuer des dépôts sur des substrats de silicium implantés. Les films obtenus montrent un grand degré de croissance épitaxiale (jusqu’à 90% du film déposé mesuré par EBSD) et présentent une épaisseur aussi faible que 100 µm. D’autre part, le détachement par Smart Cut™ des films ainsi déposés est démontré.