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Theses

Caractérisation et modélisation des propriétés mécaniques des couches minces pour l'intégration 3D - Application aux matériaux plastiques et aux grandes déformations

Résumé : La fabrication des dispositifs en microélectronique implique aujourd’hui une architecture tridimensionnelle : « l’intégration 3D ». La mise en œuvre de cette technologie peut être limitée par des questions d’intégrité mécanique des dispositifs durant les processus de fabrication. En effet, déposer plusieurs couches aux propriétés thermomécaniques distinctes et à différentes températures ou amincir le substrat de silicium pour réaliser des interconnexions sont autant d’étapes à contrôler pour prévenir des décohésions le long d’interfaces, des distorsions des wafers ou encore des contraintes induites trop grandes et garantir la fiabilité des composants.Dans ce travail nous avons abordé ces questions en considérant des dépôts de nature diverse (métallique, oxyde ou polymère) pour lesquels une réponse thermoélastique est considérée, dépendant de la température le cas échéant. Un modèle semi-analytique « Sigmapps », exploitable en salle blanche, a été développé pour prédire la déformée induite au cours des procédés de dépôt et prédire les contraintes induites dans chaque couche, permettant également d’identifier les propriétés thermoélastique d’une couche dans le cadre d’une « approche inverse ». Dans ce cas, des mesures expérimentales sont nécessaires et ont été menées au LETI. Dans une deuxième partie, nous avons étudié le phénomène d’instabilité d’une structure multicouche, comportant des contraintes internes. Ici, le chargement thermique d’un bicouche a été considéré comme « cas d’étude » et nous nous sommes attachés à prédire la température pour laquelle une instabilité apparaissait jusqu’à la prédiction de l’état « post-critique ». Là aussi, l’approche est semi-analytique pour garantir son utilisation, simple, en environnement de salle blanche. Le problème de la criticité d’un dépôt sur la stabilité d’un wafer peut également être abordé. Il est ainsi possible d’orienter le choix des matériaux à intégrer et leurs épaisseurs pour garantir l’intégrité des dispositifs et optimiser les séquences de fabrication.
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02169747
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Monday, July 1, 2019 - 2:41:07 PM
Last modification on : Thursday, June 11, 2020 - 5:04:08 PM

File

ASSIGBE_2019_archivage.pdf
Version validated by the jury (STAR)

Identifiers

  • HAL Id : tel-02169747, version 1

Collections

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Citation

Kossi Assigbe. Caractérisation et modélisation des propriétés mécaniques des couches minces pour l'intégration 3D - Application aux matériaux plastiques et aux grandes déformations. Mécanique des matériaux [physics.class-ph]. Université Grenoble Alpes, 2019. Français. ⟨NNT : 2019GREAI023⟩. ⟨tel-02169747⟩

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