Caractérisation et modélisation de couches minces de 3C-SiC pour applications aux microsystèmes en environnements sévères.

Abstract

Effectué dans le cadre du développement des microtechnologies pour l\u27environnement sévère, ce travail s\u27articule autour de deux axes principaux. Dans une première partie, une étude détaillée des caractéristiques physique de couches de 3C-SiC épitaxiées sur substrat silicium, est menée. Les résultats issus de cette étude portent notamment sur la maîtrises de l\u27état de contrainte résiduelle présente dans les couches de 3C-SiC élaborées en fonction des conditions d\u27épitaxie, afin d\u27approcher une contrainte quasi nulle. De plus, la faisabilité de membranes carrées auto-suspendues de 3C-SiC de 3 à 8 micromètres de côté est démontré. L\u27étude sous charge de telles structures, nous a permis d\u27extraire le module d\u27Young des différentes couches. Et d\u27avoir accès aux contraintes résiduelles présentes dans les membranes de 3C-SiC. Elle nous a également permis de mieux cerner les origines de la disparité des états de contrainte dans les couches de SiC sur pleine plaque de silicium. Dans une seconde partie, nous avons développé deux modèles de structures par éléments finis à l\u27aide du logiciel Ansys 5.4, comportant un film mince de SiC. L\u27un modélise les contraintes thermoélastiques présentes dans les couches de SiC sur pleine plaque de silicium. En comparant ce modèle simple à des résultats expérimentaux, il est possible de valider le choix des paramètres physiques issus de la littérature, utilisés pour la FEM. L\u27autre modèle FEM développé, est celui d\u27une membrane carrée auto-suspendue de 3C-SiC qui, comparé aux mesures sous charges effectuées sur structures réelles, donne des résultats très probants lorsque les contraintes résiduelles des couches sont purement thermoélastiques (à 5% près)