Download or read book Etude de la croissance cristalline de carbure de silicium et des technologies pour la r alisation de transistors MOS written by Nicolas Bécourt and published by . This book was released on 1993 with total page 225 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LE CARBURE DE SILICIUM, DE PAR SES PROPRIETES PHYSIQUES ET ELECTRIQUES, EST UN MATERIAU SEMICONDUCTEUR INTERESSANT POUR DES APPLICATIONS MICRO-ELECTRONIQUES FONCTIONNANT EN MILIEU HOSTILE. SA STABILITE CHIMIQUE AINSI QUE SA LARGE BANDE INTERDITE PERMETTENT DES APPLICATIONS DANS LE DOMAINE DES HAUTES TEMPERATURES. DE PLUS, LES VALEURS DE CHAMP DE CLAQUAGE, DE CONDUCTIVITE THERMIQUE, ET DE VITESSE LIMITE DES ELECTRONS FAVORISENT EGALEMENT DES APPLICATIONS DANS LE DOMAINE DE LA FORTE PUISSANCE ET DES HAUTES FREQUENCES. LE PROJET A ETE ORIENTE VERS LA REALISATION D'UN DISPOSITIF ELECTRONIQUE ELEMENTAIRE OPERANT A HAUTE TEMPERATURE, L'OBJECTIF FUTUR ETANT L'ELABORATION D'UN TRANSISTOR MOS SUR CARBURE DE SILICIUM. LA REALISATION DE CE DISPOSITIF PASSE D'ABORD PAR LA SYNTHESE DU MATERIAU SIC, ET ENSUITE PAR LA MISE AU POINT DES DIFFERENTES ETAPES TECHNOLOGIQUES NECESSAIRES A L'ASSEMBLAGE D'UNE TECHNOLOGIE MOS. L'EPITAXIE DE SIC A ETE REALISEE PAR DEPOT CHIMIQUE EN PHASE VAPEUR. DES FILMS MONOCRISTALLINS DE VARIETE SIC-3C(100) EPITAXIES PAR SUBSTRAT DE SI(100) ONT ETE REALISES ET CARACTERISES PHYSIQUEMENT ET ELECTRIQUEMENT. NOUS AVONS EGALEMENT ETUDIE LA CROISSANCE DE FILMS DE VARIETE SIC-3C(111) ET SIC-6H(0001) SUR SUBSTRAT DE SIC-6H(001). NOUS AVONS DECRIT LA CINETIQUE DE L'OXYDATION THERMIQUE DE SIC. LES OXYDES, REALISES PAR VOIE HUMIDE OU PAR VOIE SECHE, ONT ETE CARACTERISES PHYSIQUEMENT. DES TESTS ELECTRIQUES, EFFECTUES SUR STRUCTURE: MOS AL/SIO2/SIC, ONT REVELE UNE QUALITE D'OXYDE SATISFAISANTE POUR LA REALISATION D'ISOLANT DE GRILLE DE TRANSISTORS MOS. L'IMPLANTATION IONIQUE D'AZOTE DANS SIC A EGALEMENT ETE ETUDIEE. NOUS AVONS PU METTRE EN EVIDENCE L'ACTIVATION ELECTRIQUE DE L'AZOTE IMPLANTE, CECI PERMETTRA LA REALISATION DES ZONES SOURCE ET DRAIN DE TRANSISTORS MOS

Download or read book Raman lasers and amplifiers in silicon photonics written by Mohammad Ahmadi and published by . This book was released on 2022 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le silicium est le fondement de la microélectronique, pour laquelle des milliards de dollars et des décennies de recherche ont été consacrés au développement de l'industrie de la fabrication. Après avoir surmonté un certain nombre d'obstacles techniques difficiles, cette technologie a atteint une maturité, une rentabilité et un processus robuste. La photonique à base de silicium a récemment fait l'objet d'une grande attention en raison de la demande mondiale croissante de données issues des télécommunications. Le silicium, matériau transparent dans les spectres du proche et du moyen infrarouge, permet de concevoir des circuits optiques basés sur cette plate-forme. Tirant parti de l'infrastructure et de l'expertise de la fabrication microélectronique moderne, la photonique de silicium offre de nombreux avantages attrayants en réduisant la taille, la consommation d'énergie et le coût de fabrication, ainsi qu'un grand potentiel de production de masse. Les progrès récents de la photonique de silicium ont permis aux concepteurs d'avoir accès à des librairies de blocs de construction passifs et actifs tels que des multiplexeurs, des résonateurs en anneau, des modulateurs, des photodétecteurs, etc. Ces avancées ont incité les chercheurs à exploiter cette plateforme dans divers domaines allant de la détection à la médecine. L'un des défis de la recherche sur la photonique du silicium est de développer une source de lumière et un amplificateur compatible avec le silicium en raison des bandes interdites indirectes du silicium et du germanium. Plusieurs solutions sont actuellement à l'étude pour fournir des sources de lumière sur puce, qui sont réalisées comme suit : lasers à commande électrique par manipulation de la bande interdite et méthodes de co-intégration ou lasers à commande optique par co-intégration de matériaux de gain, dopage d'un matériau de revêtement avec des ions de terres rares, ou utilisation d'effets non linéaires pour convertir la fréquence. La manipulation de la bande interdite implique l'ingénierie de la bande interdite des matériaux du groupe IV avec des souches ou des alliages pour améliorer l'émission directe de la bande interdite. Les techniques de co-intégration comprennent la croissance épitaxiale hétérogène ou le collage de matériaux du groupe III-V sur le guide d'ondes en silicium pour concevoir un laser ou tirer parti de caractéristiques à gain élevé. Le dopage d'une gaine de verre avec des éléments de terres rares comme le thulium, l'holmium, l'erbium avec des guides d'ondes spécialement conçus pour former une cavité laser a également été proposé comme solution. La conversion de fréquence par des effets non linéaires dans les guides d'ondes en silicium est une autre approche de la génération de lumière sur puce qui peut être réalisée sans aucun post-traitement des puces en silicium sur isolant (SOI). Par exemple, dans le silicium, la non-linéarité du troisième ordre permet la génération de peignes, la génération de supercontinuum, l'oscillation paramétrique optique et l'émission Raman. Parmi celles-ci, la diffusion Raman-Stokes stimulée (SRSS) peut être avantageusement utilisée pour la conversion et l'amplification des longueurs d'onde, car elle ne nécessite pas d'ingénierie de dispersion. Le gain Raman du silicium a donc été exploité dans la conception de divers lasers et amplificateurs sur puce. Les lasers et amplificateurs Raman sur puce utilisent des conceptions simples et ont jusqu'à présent été réalisés principalement avec des tranches de silicium relativement épaisses. Dans ce travail, nous profitons du gain Raman pour étudier, modéliser, concevoir et démontrer expérimentalement un laser et un amplificateur Raman. Nos recherches s'appuient sur une fonderie à accès libre offrant des plaquettes SOI standard avec une épaisseur de silicium de 220 nm. Dans notre première contribution, nous présentons un modèle complet pour un laser Raman CW dans une plateforme SOI. Nous concevons ensuite un laser Raman de 2,232 μm avec une cavité résonante en anneau sur puce. Les valeurs optimisées pour la longueur de la cavité et les rapports de couplage de puissance sont déterminés par la simulation numérique des performances du laser en tenant compte des variations de fabrication. Enfin, en concevant un coupleur directionnel (DC) accordable pour la cavité laser, une conception robuste du laser Raman est présentée. Nous montrons que la réduction des pertes de propagation et l'élimination des porteurs libres, par l'utilisation d'une jonction p-i-n, amélioreront de manière significative les performances du laser Raman en termes de réduction de la puissance de seuil et d'augmentation de l'efficacité de la pente. Dans notre deuxième contribution, nous démontrons un laser Raman accordable de haute performance qui convertit la gamme de longueur d'onde de pompe de 1530 nm - 1600 nm à la gamme de signal de 1662 nm- 1745 nm avec une puissance de sortie moyenne de 3 mW à ~50 mW de puissance de pompe avec un seul dispositif. La caractéristique principale de ce laser est l'utilisation d'un mécanisme de couplage accordable pour ajuster les coefficients de couplage de la pompe et du signal dans la cavité en anneau et compenser les erreurs de fabrication. Nos résultats sont très prometteurs pour l'augmentation substantielle des ressources spectrales optiques disponibles sur une puce de silicium. Nous démontrons également, pour la première fois, un laser Raman dans l'infrarouge moyen générant un signal à 2,231 μm avec une pompe à 2 μm et étudions les défis d'obtenir une émission cette bande. Notre dernière contribution est dédiée à l'amplificateur Raman, nous discutons et validons expérimentalement l'importance de considérer le gain Raman non-réciproque en utilisant une pompe et une sonde contre-propagatives ou co-propagatives, différentes longueurs d'amplificateur, puissances de pompe d'entrée et valeurs de perte non-linéaire. Nous démontrons un circuit optique sans perte assisté par Raman dans un guide d'ondes de 1,2 cm de longueur qui atteint un gain net nul avec seulement 60 mW de pompage en puissance continue. Nous examinons les pertes non linéaires des guides d'ondes en silicium pour estimer la durée de vie des porteurs libres (FCL), puis nous extrayons le coefficient de gain Raman du guide d'ondes photonique en silicium. Nous utilisons ensuite ces paramètres clés comme entrée d'un modèle d'amplificateur Raman photonique au silicium pour trouver la performance optimale en fonction de l'encombrement et de la puissance de pompage disponibles.

Download or read book The Growth of SiC Crystals from Vapor by the Bridgman Stockbarger Method written by Juris Smiltens and published by . This book was released on 1974 with total page 40 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: From the dissociation curve (P vs. T), an equation for the rate of raising the pressure P of the binary vapor for obtaining the required linear growth rate of the crystal of c centimeters per hour is derived. It is shown that the rate is nearly proportional to P. Modifications of the furnace since the last report (Mat. Res. Bull. 4, S85, 1969) are described. Justification for the use of helium as the inert ambient gas is given. Two techniques are used: (1) growing with constant temperature of the crucible point and (2) growing with constant pressure of the sublimation bottle. To date, only polycrystalline boules consisting of large grains have been obtained. It is believed, however, that with certain technological improvements the methods that are developed here will ultimately yield single crystal boules. As a by-product, small cubic crystals, about one mm in the largest dimension, with good quality faces (cube and octahedron) have been obtained.

Download or read book Localized Growth and Characterization of Silicon Nanowires written by Tao Xu and published by . This book was released on 2009 with total page 142 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les nanofils de silicium semblent très prometteurs pour utilisation comme éléments d'assemblage des composants à l'échelle nanométrique grâce à leur compatibilité avec la technologie conventionnelle du silicium. Ce travail de thèse se focalise sur la croissance épitaxialle et la caractérisation de nanofils de silicium. Dans la première partie, les nanofils de silicium sont fabriqués par la méthode Vapeur-liquide-Solide (VLS) à partir de catalyseurs d'or, en utilisant deux techniques: dépôt chimique en phase vapeur (CVD) et épitaxie par jets moléculaire (MBE). Les catalyseurs d'or sont déposés sur le substrat de Si (111) en ultravide pour avoir un meilleur contrôle de leur distribution. La morphologie et la direction de croissance de nanofils ont été contrôlées en ajustant les paramètres de croissance. De plus, l'orientation de nanofils dans la direction 111 favorise l'intégration de nanofils dans les composants, alors que les dopants peuvent être incorporés en utilisant les gaz appropriés. Dans la deuxième partie, nous avons réussi à observer les structures atomiques de la surface de nanofils orientés 111 par microscopie à l'effet tunnel (STM) à basse température. Ensuite, les mécanismes physiques concernant l'origine de la morphologie de nanofils ont été étudiés En plus de l'analyse de la surface de nanofils, la tomographie par sonde atomique (TAP) a été utilisée pour caractériser la distribution des impuretés dans le volume de nanofils de silicium dopés au bore. Enfin, les résultats ont été comparés avec les conductivités mesurées sur les nanofils individuels.

Download or read book Etude de de l int gration 3D et des propri t s physiques de nanofils de silicium obtenus par croissance R alisation de capacit s ultra denses written by Paul-Henry Morel and published by . This book was released on 2011 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'évolution de la microélectronique est rythmée par l'augmentation constante du nombre de transistors intégrés dans chaque circuit grâce à la miniaturisation des dispositifs. Face à des coûts de fabrication et de développement de plus en plus élevés d'une part et à l'apparition de phénomènes parasites de plus en plus importants dans les dispositifs miniaturisés d'autre part, l'industrie se tourne progressivement vers l'intégration tridimensionnelle où les circuits sont empilés. La phase suivante de cette évolution pourra consister en la fabrication de circuits eux-mêmes tridimensionnels avec des composants répartis sur plusieurs niveaux. Dans ce contexte, la croissance catalysée de nanofils par CVD permet d'obtenir des structures cristallines en silicium sans relation d'épitaxie et de dimensions nanométriques sans photolithographie agressive. Nous avons utilisé ces propriétés pour la réalisation de démonstrateurs de capacités MOS et MIM ultra-denses de respectivement 22 μF/cm2 et de 9 μF/cm2 grâce à l'importante surface déployée par une assemblée de nanofils. Ces valeurs correspondent à des gains en surface appotée par les nanofils de 27,5 et de 16 pour les capacités MOS et MIM. Nous présentons dans ce travail de thèse, le dimensionnement, la fabrication et la caractérisation de ces dispositifs, depuis la croissance des nanofils jusqu'à l'obtention du démonstrateur complet. Nous nous sommes également intéressés aux principales briques technologiques de la fabrication de transistors verticaux à base de nanofils pour les niveaux d'interconnexion. Nous avons pour cela mis au point une technologie de croissance guidée de nanofils et étudié les qualités d'interface de l'empilement d'une grille déposé à basse température sur les nanofils. Cette étude s'appuie sur la comparaison des propriétés électriques de capacités MOS à base de nanofils obtenus par croissance catalysée avec les mêmes nanostructures obtenues par épitaxie sélective. Les nanofils catalysés présentent une très bonne qualité d'interface avec un empilement à base d'alumine et de nitrure de titane. Les technologies mises au point dans cette thèse ouvrent de nouvelles opportunités pour l'intégration tridimensionnelle au sein d'une même puce.

Download or read book ETUDE DE LA CROISSANCE CRISTALLINE DU SILICIUM POLYCRISTALLIN EN RUBAN DESTINE A LA FABRICATION DES PHOTOPILES written by ALLAOUA.. CHIBANI and published by . This book was released on 1990 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CE TRAVAIL EST RELATIF PLUS PARTICULIEREMENT A L'ETUDE CRISTALLOGRAPHIQUE DES RUBANS DE SILICIUM POLYCRISTALLIN ELABORES PAR LA METHODE EPR (ELECTRON POUDRE RUBAN). LES CONDITIONS DE CROISSANCE DE CES RUBANS CONDUISENT A DES STRUCTURES DE GRAINS ET DE JOINTS DE GRAINS PRESENTANT UN TAUX DE DEFAUTS PLUS OU MOINS ELEVE; LES DEFAUTS INTRAGRANULAIRES SONT CONSTITUES DE DISLOCATIONS ET DE MICROMACLES: LA DENSITE DE DISLOCATIONS VARIE DE 10#+#4 A 10#+#7/CM#2. LES DEFAUTS INTERGRANULAIRES SONT, LE PLUS SOUVENT, DES DISLOCATIONS ET DES DEFAUTS D'EMPILEMENT. L'ETUDE DE TEXTURE FAITE PAR DIFFRACTION X MONTRE QUE LA METHODE DE TIRAGE INDUIT UNE CRISTALLISATION NON ISOTROPE DES LE PREMIER PASSAGE DE LA ZONE FONDUE. SUR LES PRERUBANS, LES ORIENTATIONS (110) ET (331) APPARAISSENT MAJORITAIRES, CE QUI SE CONFIRME APRES LE SECOND PASSAGE DE LA ZONE FONDUE. CETTE ANALYSE COMPLETEE PAR UNE ETUDE ECP SUR LES GRAINS DE PLUS GRANDES DIMENSIONS MONTRE, POUR CES DERNIERS, UNE DOMINANTE D'ORIENTATION (111). L'UTILISATION D'UN GERME INITIAL DE CROISSANCE DE TAILLE (111) FAVORISE LE GROSSISSEMENT DE GRAINS POSSEDANT CETTE ORIENTATION TOUT EN AUGMENTANT LEUR NOMBRE. LES CARACTERISATIONS CRISTALLOGRAPHIQUE ET ELECTRIQUE RESPECTIVEMENT PAR M.E.T. ET EBIC-LBIC MONTRENT QUE LES JOINTS DE GRAINS SONT EN POSITION DE MACLES; LES UNS, AU CENTRE, CONSTITUES PAR DES INTERFACES A INDICES DE COINCIDENCE EXACTS CONDUISENT A UNE DIMINUTION DE 25% DU PHOTOCOURANT A LEUR NIVEAU, LES AUTRES, SUR LE BORD A INDICES CRISTALLOGRAPHIQUES NON DEFINIS, SONT PLUS ACTIFS PROVOQUANT UNE DIMINUTION DE 62% DU PHOTOCOURANT AVEC UNE VITESSE DE RECOMBINAISON A LEUR NIVEAU DE L'ORDRE DE 10#+#4 CM/S. LA LONGUEUR DE DIFFUSION RESTE COMPRISE ENTRE 18 ET 35 M. ENFIN, L'ANALYSE SIMS INDIQUE DES CONCENTRATIONS ELEVEES DE CARBONE ET D'OXYGENE REPARTIES DE 10#1#7 ET 10#1#8/CM#3 EN VOLUME

Download or read book Cristallog n se de carbure de silicium cubique en solution haute temp rature written by Frédéric Mercier and published by . This book was released on 2009 with total page 213 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Malgré ses propriétés remarquables, le développement de l'électronique basée sur 3C-SiC souffre du manque de substrats massifs. Ce fait résulte de l'absence d'un procédé d'élaboration adapté à ce matériau. Ce travail est dédié à l'étude de la croissance cristalline de 3C-SiC en solution à haute température. Dans un premier temps, le système de croissance a été modélisé en couplant les transferts de chaleur aux mouvements de convection dans la zone de liquide. Nous démontrons que les convections de type Marangoni et d'origine électromagnétique doivent être évitées. Nous proposons une géométrie où la convection autour du cristal est liée uniquement à la rotation du cristal. Nous avons démontré pour la première fois des cristaux de 3C-SiC de taille compatible avec la réalisation de dispositifs électroniques. Le couplage entre les simulations et les expériences montre qu'il existe trois paramètres fondamentaux pour envisager la croissance de 3C-SiC en solution. Ces paramètres sont le contrôle des convections, le contrôle de la température et l'orientation du germe de départ. Nous démontrons aussi le dopage in-situ des cristaux. Des dopages n et p aussi élevés que 1020 at.cm-3 peuvent ainsi être obtenus. La qualité structurale a aussi été évaluée par différentes techniques de caractérisations : spectroscopie Raman, observations TEM, microscope optique et de biréfringence. Les cristaux sont de haute qualité structurale, la densité de fautes d'empilement est inférieure à 100 cm-1.

Download or read book Contribution a l etude de la cristallogenese du carbure de silicium SiC par sublimation written by Karim Chourou and published by . This book was released on 1998 with total page 227 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LE CARBURE DE SILICIUM (SIC) PRESENTE DES CARACTERISTIQUES PHYSIQUES INTERESSANTES POUR LA REALISATION DE DISPOSITIFS ELECTRONIQUES FONCTIONNANT DANS DES CONDITIONS EXTREMES DE PUISSANCE, DE TEMPERATURE ET DE FREQUENCE. L'ETUDE DE LA CRISTALLOGENESE PAR SUBLIMATION DU CARBURE DE SILICIUM DE STRUCTURE CRISTALLOGRAPHIE HEXAGONALE FAIT DONC L'OBJET DE CE MEMOIRE. DANS UN PREMIER CHAPITRE, LES PRINCIPALES CARACTERISTIQUES DU SIC SONT PRESENTEES. UNE DESCRIPTION DES TECHNIQUES D'ELABORATION DU SIC ET UN ETAT DE L'ART DES SUBSTRATS OBTENUS PRECISE LES OBJECTIFS DE CE TRAVAIL. LE DISPOSITIF EXPERIMENTAL AINSI QUE LES PARAMETRES CRITIQUES DE LA SEQUENCE DE CROISSANCE SONT EXPOSES DANS UN DEUXIEME CHAPITRE. LA CROISSANCE SUR LE GERME EST REALISEE PAR UNE METHODE ORIGINALE BASEE SUR LE CONTROLE DU GRADIENT DE TEMPERATURE ENTRE LA SOURCE ET LE DEPOT. CETTE METHODE DE GERMINATION REMPLACE AVANTAGEUSEMENT CELLE DE TAIROV BASEE SUR LA MAITRISE DE LA PRESSION D'ARGON. LE TROISIEME CHAPITRE DE CE MEMOIRE EST DEDIE A LA MODELISATION MAGNETO-THERMIQUE DU CREUSET D'ELABORATION DE SIC. LA VALIDITE DU MODELE EMPLOYE A ETE ETUDIEE EN COMPARANT SIMULATION ET RESULTATS EXPERIMENTAUX. CET OUTIL A PERMIS D'OPTIMISER LA GEOMETRIE DU CREUSET ET DE MAITRISER LE FRITTAGE ET LA CARBONISATION DE LA POUDRE SOURCE. LES PRINCIPAUX RESULTATS OBTENUS SUR LA CRISTALLOGENESE DU SIC SONT REPORTES AU COURS DU QUATRIEME CHAPITRE. L'INFLUENCE DES DIFFERENTS PARAMETRES EXPERIMENTAUX SUR LES CARACTERISTIQUES DES MONOCRISTAUX DE SIC EST EXPOSEE. UNE ATTENTION PARTICULIERE A PORTE SUR LA CRISTALLOGENESE DU 4H-SIC, CE QUI NOUS A PERMIS DE DETERMINER LE ROLE PREPONDERANT DU GERME SUR LE POLYTYPE DU LINGOT OBTENU. DANS LE DERNIER CHAPITRE, SONT PRESENTES LES PRINCIPAUX DEFAUTS RENCONTRES DANS LE SIC AINSI QUE LEUR MECANISME DE CREATION. UNE ETUDE APPROFONDIE DES MACRODEFAUTS A ETE MENEE, CE QUI A PERMIS LEUR ELIMINATION.