Thèse soutenue

Caractérisation et modélisation de couches minces de 3C-SiC sur Si pour applications aux microsystèmes en environnements sévères
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : Christophe Gourbeyre
Direction : Daniel Barbier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Dispositifs de l’électronique intégrée
Date : Soutenance en 2000
Etablissement(s) : Lyon, INSA
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Électronique, électrotechnique, automatique (Lyon)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LPM - Laboratoire de Physique de la Matière
Jury : Président / Présidente : Gérard Guillot
Examinateurs / Examinatrices : B. Diem, Martine Le Berre, Christophe Malhaire, Yves Monteil
Rapporteurs / Rapporteuses : Augustin Martinez, Jean-Louis Robert

Mots clés

FR

Mots clés contrôlés

Résumé

FR  |  
EN

Effectué dans le cadre du développement des microtechnologies pour environnement sévère, ce travail s'articule autour de deux axes principaux. Dans une première partie, une étude détaillée des caractéristiques physique de couches de 3C-SiC épitaxiées sur substrat silicium, est menée. Les résultats issus de cette étude portent notamment sur la maîtrise de l'état de contrainte résiduelle présente dans les couches de 3C-SiC élaborées en fonction des conditions d'épitaxie, afin d'approcher une contrainte quasi nulle. De plus, la faisabilité de membranes carrées auto-suspendues de 3C-SiC de 3 à 8 micromètres d'épaisseur et de 3 millimètres de côté est démontré. L'étude sous charge de telles structures, nous a permis d'extraire le module d'YOUNG des différentes couches. Et d'avoir accès aux contraintes résiduelles présentes dans les membranes de 3C-SiC. Elle nous a également permis de mieux cerner les origines de la disparité des états de contrainte dans les couches de SiC sur pleine plaque de silicium. Dans une seconde partie, nous avons développé deux modèles de structures par éléments finis à l'aide du logiciel Ansys 5. 4, comportant un film mince de SiC. L'un modélise les contraintes thermoélastiques présentes dans les couches de SiC sur pleine plaque de silicium. En comparant ce modèle simple à des résultats expérimentaux, il est possible de valider le choix des paramètres physiques issus de la littérature, utilisés pour la FEM. L'autre modèle FEM développé, est celui d'une membrane carrée auto-suspendue de 3C-SiC qui, comparé aux mesures sous charges effectuées sur structures réelles, donne des résultats très probants lorsque les contraintes résiduelles des couches sont purement thermoélastiques (à 5% près).