TERC - Tremplin-ERC

Procédés de Gravure sans Endommagement – DEP

Résumé de soumission

Les procédés de gravure sont indispensables à la fabrication des circuits intégrés utilisés dans tous les dispositifs électroniques. L’amélioration des performances des circuits est intimement liée à la réduction des dimensions et de l’épaisseur des structures gravées pour former le circuit. Avec les technologies de gravure plasmas conventionnelles, le bombardement ionique perturbe la surface des matériaux gravés. De plus, les radicaux du plasma diffusent dans les pores des matériaux diélectriques poreux utilisés dans les interconnexions, ce qui dégrade leurs propriétés. Pour des structures nanométriques utilisées aujourd’hui, ces endommagements ne sont plus tolérables. Il y a donc un besoin urgent de procédés de gravure sans endommagement. Pour répondre à ce besoin, j’ai proposé dans un projet ERC Consolidator Grant en 2016 (ERC-CoG-2016) deux procédés en rupture technologique qui évitent l’endommagement par le bombardement ionique ou la diffusion d’espèces réactives dans les matériaux poreux, tout en permettant la gravure contrôlée et anisotrope de structures nanométriques.

Dans un premier concept que j’appelle Chemically Assisted Gas Cluster Ion Beam Etching (CAGCIBE), je propose d’utiliser le bombardement par des agglomérats de gaz rare ionisés en combinaison avec un gaz réactif. Les agglomérats de gaz rare ionisés sont connus pour minimiser l’endommagement des surfaces exposées. Grace à l’assistance chimique d’un gaz réactif dans l’enceinte de procédés, j’ai l’intention de bénéficier de la minimisation de l’endommagement de la surface tout en conservant un contrôle et une vitesse de gravure acceptables.

Le second concept que j’appelle Capillary Condensation Assisted Ion Beam Etching (CCAIBE) consiste quant à lui à condenser un gaz réactif dans les pores du matériau poreux à graver pour (1) bloquer la diffusion d’autres espèces et (2) apporter la réactivité chimique nécessaire à la gravure sous impact ionique. En combinant la condensation d’un gaz réactif avec le bombardement par ion faisceau d’ions inertes, j’anticipe un contrôle du profil de gravure tout en évitant l’endommagement du matériau poreux.

Le succès de ce projet ERC sera bénéfique à l’industrie du semiconducteur en demande de procédés de gravure sans dommage, mais également à tous les champs pour lesquels des dispositifs électroniques sont utilisés. Les procédés ainsi proposés pourront également être utilisés pour permettre la fabrication de nouveaux dispositifs jusqu’alors impossibles à réaliser en raison de l’endommagement de gravure. Ces dispositifs incluent des cellules solaires à haut rendement, des transistors de puissance, des micro/nano systèmes et de capteurs intégrés et intelligents.

La demande de financement soumise à l’ERC en 2016 a été très bien perçue et a été positionnée en première position sur la liste de réserve du PE7. Pour augmenter les chances de succès en 2017, il est nécessaire de (1) renforcer le projet soumis (2) s’assurer que le projet déposé reste pertinent au vue de l’avancée du contexte et des équipes de recherches concurrentes.

Par ce projet T-ERC, j’ai l’intention de répondre à ces deux points en démarrant les activités de recherche liées au procédé CCAIBE (procédé pour lequel les développements technologiques d’équipes concurrentes sont le plus avancés) et en renforçant participant à des discussions avec des industriels en vue d’obtenir des avis d’intention.

Coordination du projet

Maxime Darnon (Centre National de la Recherche Scientifique)

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

CNRS Centre National de la Recherche Scientifique

Aide de l'ANR 169 999 euros
Début et durée du projet scientifique : avril 2017 - 24 Mois

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