Formation de silicium poreux appliquée à la réalisation de caissons isolants dans le silicium

Porous silicon formation applied to insulating boxes realized into silicon

• Auteur / Autrice : Jugurtha Semai
• Direction : Laurent Ventura, Gaël Gautier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique
• Date : Soutenance le 20/12/2010
• Etablissement(s) : Tours
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Santé, sciences, technologies (Tours)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Laboratoire de microélectronique de puissance (Tours)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : École polytechnique universitaire (Tours)
• Jury : Président / Présidente : Claude Chevrot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nourdin Yaakoubi
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jean Noel Chazalviel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Récipients sous pression

Acide acétique

Technologie silicium sur isolant

Informatique mobile

Systèmes de communication sans fil

Porosité

Silicium poreux

Mots clés libres

Intégrité mécanique

Porous silicon

Thick layers

Micro/mesoporous silicon

Porosity

Mechanical integrity

Résumé

Le développement du marché des appareils de communication nomades, a nécessité l'intégration de composants passifs et actifs sur du silicium via des montages « hybrides ».Ceci a amené le LMP partenaire de l'entreprise STMicroelectronics à rechercher des solutions pour une intégration « monolithique ». Le silicium micro/mésoporeux est un candidat potentiel pour satisfaire les exigences de cette intégration. Ce travail traite de la réalisation de caissons profonds de silicium poreux sur silicium résistif de type P 30-50 Ω.cm et N 37-46Ω.cm. L'utilisation de l'acide acétique comme solvant industriellement compatible nous a permis de réaliser des structures micro/mésoporeuses. L'intégrité mécanique de nos échantillons a été étudiée via la mesure de la porosité en fonction de l'épaisseur. Ainsi des caissons poreux avec des épaisseurs de plus de 400 µm et 50 % de porosité ont été fabriqués.La réalisation d'une couche N⁺ sur du silicium type N 37-46 Ω.cm a permis la mise en œuvre de doubles couches composées d'une dizaine de micromètres de micro/mésoporeuse sur une couche de 200 µ.m de silicium macroporeux. Des changements importants ont été observés par addition d'une très faible quantité d'un tensioactif (triton X-I00®) a notre solution électrolytique et où des doubles couches ont été obtenues sur silicium type P 30-50 Ω.cm.

The rapid expansion of wireless devices caused a tremendous demand of the development of active and passive devices integration on silicon via « hybrid » systems. The search of a« monolithic » integration has led the LMP in partnership with STMicroelectronics to focus on this topic. Micro/Mesoporous silicon is a good candidate to fulfill the requirements to achieve this purpose. The present work deals with the realization of thick porous silicon layers on low doped P type (30-50 Ω.cm) and N type Si (37-46 Ω.cm). The use of a particular solution based on HF-H₂O and acetic acid allowed the implementation of micro/mesoporous Si structures. The mechanical integrity is studied via the porosity and the PS layer thickness.Thus layers with a thickness up to 400 µm have been implemented with a porosity of 50 % on P Type Si samples. Double layers with micro/mesoporous layer of tenth micrometers on a macroporous layer stack up to 200 µm have been realized on N-Type Si samples via the realization of an N⁺ layer by phosphorous implantation. Important changes occurred when a tiny amount of surfactant (triton X-I00®) has been introduced into our organic electrolyte and allowed the implementation of double layers on P type Si.