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Hüe, Florian. Mesures de déformations dans des dispositifs de la microélectronique par microscopie électronique en transmission en haute résolution et holographie en champ sombre

Hüe, Florian (2008). Mesures de déformations dans des dispositifs de la microélectronique par microscopie électronique en transmission en haute résolution et holographie en champ sombre.

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Résumé en francais

Les matériaux cristallins sous contrainte font aujourd'hui partie intégrante des dispositifs de la microélectronique car ils offrent une amélioration considérable de la mobilité des porteurs dans les zones actives. Dans un premier temps, nous avons développé l'analyse de phases géométriques (GPA) d'images en haute résolution (HREM), en étudiant des couches minces de silicium en contrainte biaxiale sur des pseudo-substrats de SiGe. Les résultats obtenus pour différentes gammes de Si1-xGex et différentes épaisseurs de films minces, comparés à des simulations par éléments finis (FEM), ont permis d'optimiser cette méthode. La précision sur la mesure des déformations atteint 0,2% et le champ de vue 200 nm x 200 nm. Mesures expérimentales et simulations FEM ont également permis de quantifier l'effet de relaxation des lames minces de microscopie. L'étude d'un système plus complexe, un p-MOSFET, a montré la possibilité de cartographier pour la première fois les champs de déformations en deux dimensions avec une résolution spatiale pouvant atteindre 2 nm. Cette thèse présente également, dans un second temps, une nouvelle méthode développée au sein du CEMES-CNRS : l'holographie en champ sombre. Cette technique, nécessitant un canon à émission de champ et un biprisme électrostatique, permet de réaliser des franges d'interférences, entre une onde diffractée par un réseau cristallin parfait et une onde diffractée par un réseau déformé. Ainsi, il devient possible de cartographier les déformations sur un très large champ de vue (500 nm x 2 µm) avec une meilleure précision qu'en haute résolution : 0,02%.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Hÿtch, Martin
Claverie, Alain
Ecole doctorale:Sciences de la matière (SdM)
laboratoire/Unité de recherche :Centre d'Elaboration de Matériaux et d'Etudes Structurales (CEMES), UPR 8011
Mots-clés libres :Analyse de phases - Haute résolution - Méthode des éléments finis - Contraintes - Déformations - Cartographie 2D - Mobilité - Holographie - Champ sombre - Biprisme
Sujets :Sciences des matériaux
Déposé le :17 Feb 2009 18:29