PNANO - PNANO : Nanosciences et nanotechnologies

Détermination du tenseur des CONtraintes par spectroscopie RAMan polarimétrique résolue spatialement – CONTRAM

Résumé de soumission

Avec la miniaturisation et l’exigence de performance de plus en plus grande, l’industrie des semi-conducteurs, microélectronique et optoélectronique, requiert la maîtrise des contraintes apportées soit par la technologie soit par le packaging. Une telle maîtrise est nécessaire car ces contraintes influent directement sur les propriétés du semi-conducteur et sont exaltées au fur et à mesure que l’on réduit les dimensions. Le projet CONTRAM propose un outil optique de détermination, résolu spatialement, du tenseur des contraintes par spectroscopie Raman polarimétrique. La détermination de contraintes par spectroscopie Raman n’a pas été pleinement exploitée à ce jour, le projet CONTRAM se propose de développer un outil et une méthodologie bien plus évolués que la spectroscopie Raman polarisée conventionnelle, afin de déterminer le tenseur complet des contraintes anisotropes dans des structures élaborées. Ce projet CONTRAM est né d’une réelle sollicitation de la part des partenaires industriels CEA-LETI, STMicroelectronics et 3S PHOTONICS et Horiba Jobin Yvon. Le LPICM a récemment développé une méthode exploitant la polarisation de la lumière (incidente et diffusée) en spectroscopie Raman. Appelée Raman polarimétrique, cette méthode a fait l’objet d’un dépôt de brevet et sera appliquée à l’étude de nombreux matériaux dans ce projet. L’innovation porte sur le spectromètre Raman polarimétrique qui déploie un PSG (Polarization State Generator) et un PSA (Polarization State Analyser) pour générer et, respectivement, analyser les états de polarisation complets de la lumière incidente et diffusée. Le mode opérationnel en rétrodiffusion oblique devrait permettre de fournir la totalité des informations contenues dans la polarisation de la réponse Raman de l’échantillon, afin de déterminer le tenseur complet des contraintes. Une innovation majeure concernera la visualisation spatiale des contraintes dans le matériau, et l’intégration de la détection APD (Avalanche PhotoDiode) par Horiba Jobin Yvon, afin de diminuer considérablement le temps d’acquisition des spectres et d’effectuer des images Raman très rapides. Cette méthode de mesure expérimentale sera complétée par un modèle tenant compte de tous les facteurs expérimentaux propres à la configuration. De même, des modèles sur la répartition des contraintes à la surface et dans le volume de la zone analysée, de type analytique ou à éléments finis, seront étudiés dans le but d’établir la description la plus fidèle possible de l’échantillon caractérisé. Le projet CONTRAM a donc pour objectif d’appliquer cette méthode à des échantillons de recherche fondamentale tels que des nanofils et des NEMS avec le CEA-LETI, mais aussi avec des échantillons industriels. Pour le partenaire 3S PHOTONICS, les objectifs sont la visualisation, l’interprétation et la compréhension des contraintes occasionnées dans de diodes laser de très forte puissance et de grande taille lors du packaging. Pour la société STMicroelectronics, l’objectif est de compenser les limitations induites par l’augmentation des courants de fuites des oxydes de grille des transistors MOS en augmentant la mobilité des porteurs. Il est nécessaire de générer des contraintes dans le canal des transistors, et la mesure par Raman polarimétrique permettrait le développement de procédés de dépôts de matériaux de plus en plus contraints. Le projet CONTRAM est en adéquation avec l’axe thématique n°4 de l’appel à projet du programme P3N, à savoir «instrumentation, modélisation et simulation ». Ce projet pluridisciplinaire (nanotechnologie, optique, optoélectronique, nano-microélectronique, matériau) vise à rapprocher efficacement organismes de recherche et entreprises. Il se situe ainsi dans le cadre « recherche industrielle » étant donnée l’échéance des applications envisagées à 4-5 ans.

Coordination du projet

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Aide de l'ANR 0 euros
Début et durée du projet scientifique : - 0 Mois

Liens utiles

Explorez notre base de projets financés

 

 

L’ANR met à disposition ses jeux de données sur les projets, cliquez ici pour en savoir plus.

Inscrivez-vous à notre newsletter
pour recevoir nos actualités
S'inscrire à notre newsletter