Thèse soutenue

Optimisation de la gravure de macropores ordonnés dans le silicium et de leur remplissage de cuivre par voie électrochimique : application aux via traversants conducteurs
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Auteur / Autrice : Thomas Defforge
Direction : Gaël GautierFrançois Tran-Van
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Electronique
Date : Soutenance le 12/11/2012
Etablissement(s) : Tours
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire)
Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Laboratoire GREMAN (Tours)
Laboratoire : École polytechnique universitaire (Tours)
Jury : Président / Présidente : Laurent Ventura
Examinateurs / Examinatrices : Frédérique Cunin
Rapporteurs / Rapporteuses : Pascal Kleimann, Antoine Goullet

Résumé

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Ces travaux de thèse portent sur la fabrication de via traversants conducteurs, brique technologique indispensable pour l’intégration des composants microélectroniques en 3 dimensions. Pour ce faire, une voie « tout-électrochimique » a été explorée en raison de son faible coût de fabrication par rapport aux techniques par voie chimique sèche. Ainsi, la gravure de macropores ordonnés traversants a été réalisée par anodisation du silicium en présence d’acide fluorhydrique puis leur remplissage de cuivre par dépôt électrochimique. L’objectif est de faire du silicium macroporeux une alternative crédible à la gravure sèche (DRIE) pour la structuration du silicium.Les conditions de gravure de matrices de macropores ordonnés traversants ont été étudiées à la fois dans des substrats silicium de type n et p faiblement dopés. La composition de l’électrolyte ainsi que le motif des matrices ont été optimisés afin de garantir la gravure de via traversants de forte densité et à facteur de forme élevé. Une fois gravés, les via traversant ont été remplis de cuivre. En optimisant ces paramètres une résistance minimale égale à 32 mΩ/via (soit 1,06 fois la résistivité théorique du cuivre à 20°C) a été mesurée.