Etude et élaboration de nouvelles membranes inorganiques pour les microcapteurs de type IFSETs par implantation ionique et par photo-CVD

Elaboration of new inorganic sensitive membranes for isfet microsensor by ion implantation and photo-cvd technique

• Auteur / Autrice : Zouhair Majdi Baccar
• Direction : Nicole Jaffrezic-Renault
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Dispositifs de l’électronique intégrée
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physique chimie des interfaces (Ecully, Rhône)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Semiconducteurs amorphes

MOS (électronique)

Ions -- Implantation

Microcapteurs

Résumé

La micro-electronique permet de concevoir des circuits electroniques complexes et performants pour le traitement numerique du signal. Cependant, avant de traiter l'information, il faut la recueillir. Les capteurs constituent des transducteurs qui convertissent les variations d'une grandeur physique ou chimique, en un signal electrique mesurable. Les capteurs chimiques de type isfet (ion sensitive field effect transistor) presentent des avantages considerables par rapport aux systemes d'analyse electrochimiques classiques: petit prix, petites dimensions, robustesse, fiabilite, possibilite d'integrer l'electronique de traitement du signal sur le capteur et de realiser un multicapteur cependant la miniaturisation de l'electrode de reference et l'impossibilite de realiser des membranes ionosensibles par une technique compatible avec la technologie planar freinent le developpement et la commercialisation des microcapteurs. La premiere partie de ce travail consistait a etudier l'implantation ionique pour la realisation de membranes ionosensibles tres performantes. Cette nouvelle technique de fonctionnalisation de surface presente l'avantage d'etre compatible avec la technologie silicium utilisee pour la fabrication des isfet, de plus elle pourrait eventuellement compenser les limitations technologiques des autres techniques de fonctionnalisation. Nous avons d'abord etudie la faisabilite de membranes ionosensibles par implantation ionique puis des simulations numeriques sur monte carlo couplees a l'experimentation nous ont permis d'optimiser les differents parametres d'implantation. Les performances physico-chimiques des membranes ainsi obtenues sont tres satisfaisantes du point de vue sensibilite, selectivite et duree de vie. La deuxieme partie de ce travail consistait a mettre au point de nouvelles membranes de ph par depots photo-cvd (chemical vapor deposition). Nous avons etudie l'influence des parametres de depot (temperature et temps de depot) sur la qualite et les performances des membranes deposees. Les resultats obtenus nous ont permis a la fois de mieux comprendre les mecanismes de depot puis d'optimiser les conditions experimentales pour realiser des membranes de silicium amorphe sensibles aux protons