Description du sujet de thèse
Domaine
Défis technologiques
Sujets de thèse
Vers un compromis entre effet de charge et endommagement du matériau lors de la gravure plasma des semiconducteurs III-V
Contrat
Thèse
Description de l'offre
La demande croissante pour les semi-conducteurs III-V dans les applications photovoltaïques haute efficacité, la photonique quantique et les technologies d'imagerie avancées nécessite le développement de méthodes de fabrication innovantes et économiquement viables. Ce projet de thèse vise à développer des procédés de gravure plasma pour les semi-conducteurs III-V à base d'In afin de produire des structures à haut rapport d'aspect (HAR) sur des plaquettes de grandes dimensions (100-300 mm). La recherche aborde deux défis majeurs : comprendre comment les fenêtres de procédé de gravure évoluent avec la quantité de matériau et les conditions de procédé (dominance physique vs chimique), et minimiser la dégradation électrique induite par la gravure HAR, cruciale pour les performances des dispositifs.
Ces défis sont fondamentalement liés à la faible volatilité des sous-produits de gravure à base d'In, à la nécessité d'équilibrer les apports d'énergie cinétique et thermique pour améliorer la sélectivité de gravure, et à la gestion des effets de chargement pour la production à grande échelle. L'approche expérimentale s'appuiera sur les installations de pointe du CEA-Leti, incluant la plateforme Photonique pour le traitement de plaquettes de 2-4 pouces, permettant le développement de stratégies de masquage (dépôt de masque dur, photolithographie) et la gravure à basse température (<100°C). Par ailleurs, la plateforme Si dispose d'un réacteur de dernière génération de 12 pouces avec capacités de plasma pulsé pour la gravure à haute température (>150°C).
La caractérisation fera appel au MEB pour l'analyse des profils de gravure, à l'XPS pour la composition de surface et à la TEM-EDX pour l'évaluation de la qualité des flancs. L'évaluation des dommages sera réalisée par la mesure de la décroissance de photoluminescence dans le proche infrarouge pour déterminer la durée de vie des porteurs minoritaires et identifier les centres de recombinaison. Le travail vise à développer des procédés de gravure HAR optimisés (rapports d'aspect >10, dimensions critiques <1 µm) pour les matériaux III-V à base d'In, à étudier les techniques de plasma pulsé pour réduire les dommages induits par la gravure, et à approfondir la compréhension des mécanismes de formation des défauts pour guider l'optimisation des procédés à l'échelle industrielle.
Université / école doctorale
Electronique, Electrotechnique, Automatique, Traitement du Signal (EEATS)
Université Grenoble Alpes
Localisation du sujet de thèse
Site
Grenoble
Critères candidat
Formation recommandée
science des matériaux, physique des semi-conducteurs ou génie chimique. Une expérience en traitement plasma, caractérisation de couches minces ou fabrication de dispositifs semi-conducteurs serait particulièrement appréciée
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
BARBET sophie < email deleted for security reasons >
CEA
DRT/DPFT/SMTP/LITP
17 rue des Martyrs
0438782147
Tuteur / Responsable de thèse
BOULARD François < email deleted for security reasons >
CEA
DRT/DPFT/SPAT
17 rue des Martyrs 38054 Grenoble
0438782270
En savoir plus
Domaine
Défis technologiques
Sujets de thèse
Vers un compromis entre effet de charge et endommagement du matériau lors de la gravure plasma des semiconducteurs III-V
Contrat
Thèse
Description de l'offre
La demande croissante pour les semi-conducteurs III-V dans les applications photovoltaïques haute efficacité, la photonique quantique et les technologies d'imagerie avancées nécessite le développement de méthodes de fabrication innovantes et économiquement viables. Ce projet de thèse vise à développer des procédés de gravure plasma pour les semi-conducteurs III-V à base d'In afin de produire des structures à haut rapport d'aspect (HAR) sur des plaquettes de grandes dimensions (100-300 mm). La recherche aborde deux défis majeurs : comprendre comment les fenêtres de procédé de gravure évoluent avec la quantité de matériau et les conditions de procédé (dominance physique vs chimique), et minimiser la dégradation électrique induite par la gravure HAR, cruciale pour les performances des dispositifs.
Ces défis sont fondamentalement liés à la faible volatilité des sous-produits de gravure à base d'In, à la nécessité d'équilibrer les apports d'énergie cinétique et thermique pour améliorer la sélectivité de gravure, et à la gestion des effets de chargement pour la production à grande échelle. L'approche expérimentale s'appuiera sur les installations de pointe du CEA-Leti, incluant la plateforme Photonique pour le traitement de plaquettes de 2-4 pouces, permettant le développement de stratégies de masquage (dépôt de masque dur, photolithographie) et la gravure à basse température (<100°C). Par ailleurs, la plateforme Si dispose d'un réacteur de dernière génération de 12 pouces avec capacités de plasma pulsé pour la gravure à haute température (>150°C).
La caractérisation fera appel au MEB pour l'analyse des profils de gravure, à l'XPS pour la composition de surface et à la TEM-EDX pour l'évaluation de la qualité des flancs. L'évaluation des dommages sera réalisée par la mesure de la décroissance de photoluminescence dans le proche infrarouge pour déterminer la durée de vie des porteurs minoritaires et identifier les centres de recombinaison. Le travail vise à développer des procédés de gravure HAR optimisés (rapports d'aspect >10, dimensions critiques <1 µm) pour les matériaux III-V à base d'In, à étudier les techniques de plasma pulsé pour réduire les dommages induits par la gravure, et à approfondir la compréhension des mécanismes de formation des défauts pour guider l'optimisation des procédés à l'échelle industrielle.
Université / école doctorale
Electronique, Electrotechnique, Automatique, Traitement du Signal (EEATS)
Université Grenoble Alpes
Localisation du sujet de thèse
Site
Grenoble
Critères candidat
Formation recommandée
science des matériaux, physique des semi-conducteurs ou génie chimique. Une expérience en traitement plasma, caractérisation de couches minces ou fabrication de dispositifs semi-conducteurs serait particulièrement appréciée
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
BARBET sophie < email deleted for security reasons >
CEA
DRT/DPFT/SMTP/LITP
17 rue des Martyrs
0438782147
Tuteur / Responsable de thèse
BOULARD François < email deleted for security reasons >
CEA
DRT/DPFT/SPAT
17 rue des Martyrs 38054 Grenoble
0438782270
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