Dépôts
Le dépôt de couches minces est un procédé très utilisé dans la fabrication de dispositifs semiconducteurs (contacts électriques), en optique (pour des traitements réfléchissants/anti-reflets/raisonnants), pour les biocapteurs, ou simplement comme couche de protection sur un matériau donné. Les processus physico-chimiques mis en jeu lors de ces dépôts dépendent des techniques employées, mais au final elle consiste à déposer de fines couches (qqes nm à qqes µm) de films métalliques, diélectriques ou semiconducteurs sur un substrat afin d’obtenir des propriétés spécifiques.
La plateforme NanoRennes dispose de moyens de dépôts de couches minces couvrant un large spectre en termes de matériaux et de températures appliquées durant le dépôt. Cinq bâtis reposants, soit sur le principe PVD (dépôt physique en phase vapeur), soit sur le principe CVD (dépôt chimique en phase vapeur) sont présents au sein des salles blanches de nanoRennes. Ces moyens sont complétés également par quelques bâtis PVD/CVD accessibles en salle grise, mais aussi par d’autres techniques de dépôts et par des moyens de traitements thermiques pouvant être utilisé en post-dépôt. L’ensemble de ces moyens confère à nanoRennes de multiples possibilités pour traiter les surfaces d’échantillons compatibles avec des différentes gamme de températures: Élevées (700 à 1000°C), moyennes (300 à 600°C), ou basses (ambiante à la centaine °C). Les différents équipements de dépôt de la plateforme nanoRennes sont présentés ci-dessous:
Dépôts chimiques en phase vapeur (CVD)
- 1 réacteur PECVD Corial – dépôts de couches SiNx , SiOx , SiOxNy , aSi:H (températures de 250 à 300°C + contrôle interféro.) – Institut FOTON
- 1 réacteur PECVD « home made » – dépôt de couches SiOx , SiNx , Ge , Si – IETR
- 1 réacteur LPCVD « home made » – dépôt de couche Si, SiOx , SiNx , Ge, Nanofils VLS – IETR
- 1 réacteur ICP PECVD Corial – dépôt de couches SiN , SiO , aSi:H (température de 50 à 200°C + contrôle interféro.) – IETR
Évaporation Thermique et Pulvérisation Cathodique (PVD)
- 2 évaporateurs à canon à électrons Alliance Concept – dépôts d’Al, Cr, Au, Pt, Ti, Ni, Cu sur des pièces inférieures à 4 pouces de diamètre, contrôle des épaisseurs par balance à quartz, et compatibilité avec les procédés lift-off – IETR et Institut FOTON
- 1 évaporateur « home made » – dépôts Al, Au, Ti, Mo, In, Ni, Cu, Constantan – IETR
- 1 évaporateur « home made » boîte à gants – dépôts de métaux (Au, Al) et d’organiques (C60 ou autre molécules) – IETR
- 1 pulvérisateur cathodique RF magnetron Alcatel SCM 450 retrofité – dépôts Si , SiNx , Ge, ZnS – Institut FOTON
- 1 pulvérisateur cathodique RF magnetron Leybold – dépôts Ti , Au , AuGe , Si , SiNx – Institut FOTON
- 3 pulvérisateurs cathodique RF (Plasmionique SPT 320 HB, Perkin-elmer Radnex et MRC) – dépôts SiOx , SiNx , ZnO , AlOx – IETR
Autres techniques de dépôt et traitements thermiques
La plateforme nanoRennes dispose également d’un ensemble d’équipements permettant d’obtenir d’autres types de dépôts: Par voie électrolytique par exemple, mais aussi de réaliser des opérations thermiques de différentes natures. Ces procédés sont utilisés pour les opérations suivantes:
- Croissance de cuivre par voie électrolytique à température ambiante.
- Oxydation thermique sèche ou humide du Si (~1000°C)
- Dopages des substrats Si (~1000°C)
- Traitements thermiques post-dépôt (300 à 1100°C): obtention de contacts ohmiques, cristallisation, annilation de defauts …
- 1 système d’électro-dépôt RENA – dépôt de cuivre sur substrats 2 pouces (qques nm à >100 µm) – IETR
- 2 fours AET tubulaires haute température (600-1100 °C) – Oxydation thermique sèche, humide du Si et dopage du Si – IETR
- 1 four AET tubulaire basse-moyenne température (<400 °C) – traitements thermiques post-process sous azote – IETR
- 1 four « home made » basse-moyenne température (<400 °C) – traitements thermiques post-process sous azote – Institut FOTON
- 1 four RTA JIPELEC basse et haute températures (300°C à 1100°C) – traitements thermiques post-process sous forming gaz – Institut FOTON
- 1 four « home made » basse température de collage (<200 °C) – collage de substratq par BCB sous vide primaire – Institut FOTON
Exemples de réalisations
