Etude de substrats innovants pour la microélectronique à l'aide de grands instruments de recherche.

Study of innovative substrates for microelectronics using large scale facilities.

• Auteur / Autrice : Sergio Bongiorno
• Direction : Joël Eymery
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Nanophysique
• Date : Inscription en doctorat le 17/06/2024
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Modélisation et Exploration des Matériaux

Mots clés

Mots clés libres

Diffraction de rayons X

Structure et défauts cristallins

Micro-Laue

Réflectivité de rayons X

Semiconducteurs à grand gap

Électronique de puissance

X-ray diffraction

Crystal structure and defects

MicroLaue

X-ray reflectivity

Wide bandgap semiconductors

Power electronics

Résumé

La technologie SmartCutTM est actuellement très utilisée pour la fabrication de substrats semi-conducteurs de haute performance, tel que le SOI (Silicon-On-Insulator). C'est également une approche très prometteuse pour l'élaboration de substrats semi-conducteurs à large bande interdite, tels que le GaN ou le SiC. Ceux-ci sont essentiels au développement de la prochaine génération de dispositifs pour l'électronique de puissance et l'optoélectronique, nécessaire pour une société plus économe en énergie. SmartCut repose sur le principe de transfert de couche minces, en utilisant des procédés d'implantation ionique et de collage direct. Bien que ceux-ci soient maîtrisés dans le cas du silicium, il reste encore beaucoup à comprendre sur les différents mécanismes impliqués à tous les stades du processus de transfert sur ces nouveaux matériaux. Ce projet de thèse s'attachera à étudier les propriétés structurales de ces nouveaux matériaux à l'aide de techniques expérimentales utilisant le rayonnement synchrotron. En particulier les effets de déformation cristalline et les éventuels défauts cristallins dans la couche transférée seront examinés par microdiffraction de Laue, tandis que l'interface entre la couche transférée et le substrat seront étudié par réflectivité de rayons X durs.

The SmartCutTM technology is currently widely used for the manufacture of high-performance semiconductor substrates, such as SOI (Silicon-On-Insulator). It is also a very promising approach for the development of wide bandgap semiconductor substrates, such as GaN or SiC. These are essential for the development of the next generation of devices for power electronics and optoelectronics, which are necessary for a more energy-efficient society. SmartCut is based on the principle of thin-film transfer, using ion implantation and direct bonding processes. Although these are mastered in the case of silicon, there is still much to understand about the different mechanisms involved at all stages of the transfer process for these new materials. This thesis project will focus on studying the structural properties of these new materials using experimental techniques using synchrotron radiation. In particular, the effects of crystal deformation and any crystal defects in the transferred layer will be examined by Laue microdiffraction, while the interface between the transferred layer and the substrate will be studied by hard X-ray reflectivity.