Développement d’une technologie de dépôt diamant en film mince et application dans une filière substrats Silicon On Diamond (SOD) pour l’amélioration du management thermique – DIATHERM

La maîtrise de la dissipation thermique des dispositifs nanoélectroniques est un des enjeux de l’amélioration de leurs performances et de l’accroissement de la densité et de la vitesse des circuits intégrés VLSI puis NSI (nano Scale Integration). Pour maîtriser cette dissipation thermique, il s’agit de disposer de matériaux isolants compatibles avec les procédés des nanotechnologies présentant de bonnes caractéristiques thermiques pour évacuer efficacement l’énergie dissipée au niveau des composants. Dans le cadre de substrats innovants de type SOI, qui incorporent une couche enterrée de Si02 (isolation électrique et assemblage), l’utilisation d’un matériau de conductivité thermique élevée permet de traiter le problème du refroidissement directement au voisinage des éléments chauds. Le diamant présente une conductivité thermique de trois ordres de grandeur supérieure à celle du Si02. L’objectif de ce projet exploratoire est donc de tirer avantage du diamant en développant des procédés de dépôt de films minces compatibles avec ces nanotechnologies et susceptibles d’être utilisés dans la fabrication de composants. Il s’agira de démontrer la faisabilité de substrats innovants de type SOD (silicon on diamond), où le dépôt de diamant remplace la couche de silice. Cette technologie sera mise au point sur des tranches de ? 50 mm et un démonstrateur sera réalisé et caractérisé sous forme d’une structure GaN épitaxiée, et destiné à la réalisation de composants HEMT de puissance. L’objectif ultime est de disposer d’un tel procédé dans un délai de 3 ans pour les dispositifs de puissance et à moyen terme (< 5 ans) vers une technologie SOD appliquée aux nanotechnologies des circuits intégrés NSI CMOS.