Etude Des Mécanismes De Recuits Pendant L'Implantation Ionique Dans Le Procédé Smart-Cuttm
4 semanas atrás
Contexte industriel et académique :
Le procédé Smart-CutTM permet le transfert contrôlé de couches fines nanométriques de matériaux cristallins sur un substrat support. Il est utilisé industriellement pour fabriquer des substrats avancés pour la microélectronique qui sont au cœur de nombreux circuits intégrés présents dans des produits de grande consommation (voitures, smartphones, ordinateurs…). Dans ce procédé, un substrat massif est implanté avec des espèces légères (H, He), puis collé sur un second substrat. Après un recuit thermique, l'assemblage se sépare spontanément, non pas à l'endroit où il a été collé, mais selon le plan où se trouve les espèces implantées. Ce léger décalage d'une fraction de micromètres, conduit au transfert d'une fiche couche de matériau d'un substrat à l'autre, permettant ainsi de former des structures de type Silicium-sur-Isolant (SOI). Avec les matériaux dans lesquels les défauts d'implantation sont relativement stables (tel de silicium cristallin), les fenêtres de procédé Smart-CutTM sont larges, car une fois les défauts d'implantation créés, ils évoluent naturellement vers la nucléation de fissures. A l'inverse, dans d'autres matériaux, ces défauts peuvent se dissoudre ou évoluer avant d'atteindre la taille critique pour croître mécaniquement. Les procédés de transfert de couche y sont alors beaucoup plus compliqués car sensibles à de nombreux paramètres pas toujours aisément maitrisables ou identifiables.
Le phosphure d'indium (InP) et le carbure de silicium (SiC) font partie de cette seconde famille de matériaux. Le rôle de la température à laquelle est effectuée l'implantation ionique est, en particulier, particulièrement critique, ces matériaux exhibant de très fortes différences de comportement au Smart-cutTM selon ce paramètre. Le peu de littérature que l'on trouve sur le sujet suggère des mécanismes de recuits in-situ (« self-annealing ») : la chaleur générée par le flux d'atomes implantés conduit à une élévation de température lors de l'implantation qui vient modifier la dynamique de création des défauts et des fissures. Un important travail expérimental a été mené à SOITEC ces dernières années pour caractériser ces effets.
Le SiC et l'InP sont des semi-conducteurs d'intérêt pour les nouvelles applications électroniques développées actuellement au sein de SOITEC. La compréhension et la maitrise des phénomènes d'implantation est une étape cruciale vers l'industrialisation de ces nouveaux types de substrats.
Projet scientifique de la thèse :
L'objectif de la thèse est comprendre les phénomènes physiques mis en jeu lors de l'implantation ionique des matériaux InP et SiC, en particulier, ceux expliquant la forte dépendance des propriétés des couches obtenues selon la température d'implantation. Il s'agira d'identifier et de caractériser les objets physiques impliqués (défauts, complexes, gaz…), puis de construire des modèles physiques permettant d'expliquer et de prédire les comportements observés.
Plus globalement, on visera à aborder les phénomènes de self-annealing lors de l'implantation au travers des exemples de deux semi-conducteurs (InP et SiC) ayant des conditions de Smart-cutTM très différentes (gamme de température, chimie des défauts) afin d'identifier les points communs et de bâtir des modèles permettant, à termes, de prédire ce type de comportement pour tout matériaux.
SOITEC, au travers de son partenariat avec le CEA, possède la capacité de générer des échantillons d'InP et de SiC implanté nécessaires à l'étude. Le laboratoire CEMES du CNRS à Toulouse est un centre d'excellence mondiale en microscopie et possède une expertise de longue date sur les effets de l'implantation ionique dans les matériaux cristallins. On y trouve, en particulier, une expérience de l'étude des défauts générés par l'implantation, aussi bien expérimentalement que par simulations numériques de type DFT. SOITEC et le CEMES collabore depuis de nombreuses années sur des sujets de recherche avancée.
Début de la thèse : 01/01/2025
WEB : lien
Funding category: Cifre
CIFRE ANRT
Profil recherché :
Vous êtes Ingénieur ou titulaire d'un Master de recherche spécialisé en matériaux et composants semi-conducteurs.
Vous avez de solides connaissances en science des matériaux, particulièrement sur le comportement des matériaux cristallins et en physique des solides. On vous reconnaît l'ouverture d'esprit, la curiosité et la persévérance pour travailler dans un environnement de recherche appliquée chez un industriel. Vous serez amené à travailler en collaborations avec plusieurs partenaires extérieurs.
La thèse sera sous contrat de type CIFRE et ses résultats seront soumis à des clauses de confidentialité.
Si ce profil vous ressemble, n'attendez plus et venez rejoindre notre équipe
Envoyez votre candidature via le site careers-fr-soitec.icims.com avec la référence 2023-2329.
#J-18808-Ljbffr
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