Contraintes mécaniques en micro, nano et optoélectronique Traité EGEM, série Electronique et micro-électronique

La maîtrise des contraintes mécaniques internes constitue un enjeu majeur de la micro-nano-électronique et de l'optoélectronique, tant au niveau des composants actifs (transistors ou lasers par exemple) que des interconnexions. Les procédés de réalisation des composants et des circuits intégrés font appel à des matériaux de plus en plus variés qui génèrent localement des contraintes indésirables, voire destructives. Inversement, on peut développer une véritable ingénierie des contraintes pour améliorer les performances ou générer de nouvelles propriétés physiques. Cet ouvrage, qui s'adresse aussi bien à des étudiants de 3e cycle universitaire qu'à des ingénieurs et des chercheurs, fournit les bases permettant d'appréhender ce problème complexe. Après avoir présenté les outils théoriques qui sont utilisés pour décrire la génération et la relaxation des contraintes, il aborde successivement les aspects technologiques, quelques techniques de caractérisation, les principales méthodes de simulation et l'impact des contraintes sur les propriétés électriques et optiques des composants

L'importance des contraintes en microélectronique. Théorie de l'élasticité des cristaux. Thermodynamique des systèmes contraints. Description élastique d'une surface. Rôle des contraintes mécaniques dans les technologies silicium. Croissance cristalline et génération de contraintes. Relaxation élastique des contraintes. Relaxation plastique des couches métalliques par dislocations et défauts étendus. Phénomènes d'endommagement des films minces : des structures de cloquage aux propriétés mécaniques locales. Exploitation des contraintes dans les structures à base de semi-conducteurs. Apports et limites d'une approche atomistique de la croissance hétéro-épitaxique. Utilisation des éléments finis pour l'analyse des contraintes. Analyse des contraintes et déformations de films minces par diffraction des rayons X et mesure de courbure. Influence des contraintes sur les propriétés électroniques et optiques des semi-conducteurs. Index