Caractérisation structurale et électrique de couches à gradient 2D

Description

Un ensemble de techniques de caractérisation locales et à haut débit permettant d’évaluer les hétérostructures combinatoires au niveau de la plaquette a été mis en place. La structure locale est étudiée par microdiffraction des rayons X avec automatisation X,Y permettant la collecte de données sur une bibliothèque combinatoire pendant la nuit. Pour caractériser les propriétés ferro/piezo/die/électriques locales, des électrodes supérieures discrètes sont micro-fabriquées (100×100 µm²) pour compléter les hétérostructures capacitives avec une électrode inférieure continue. Des stations de sondage automatisées équipées de testeurs ferroélectriques, d’interféromètres laser à double faisceau ou d’impédancemètres permettent de mesurer des centaines de condensateurs en quelques heures. Le traitement automatisé des données produit des cartes des propriétés ferroélectriques (Ps, Hc), piézoélectriques (d33) et diélectriques (ε, tanδ) en fonction de la position.

Caractéristiques techniques

Micro-diffractomètre Bruker D8 Discovery

• Diffractomètre films minces
• Micro-source avec faisceau parallèle/parallèle + monochromateur 2 et 4 réflexions
• Collimateur 300 µm
• Détecteur 2, θ-2θ,
• Texture, RSM, réflectométrie
• Diffraction en incidence rasante et dans le plan
• Température variable 100K-1200K

Probe-station A

• Caractérisations électriques de structure en topologie vertical ou coplanaire, en fonction de la position sur l’échantillon par station sous-pointes automatisées (échantillon de 1×1cm² à wafer de 6’’), contrôlée en température (-55°C à 150°C)
• Caractérisations génériques d’impédance en fonction de la fréquence (100 Hz à 10 MHz), avec une tension continue optionnelle de ± 40V, courant de fuites jusqu’à ± 200V
• Caractérisations spécifiques aux ferroélectriques (P(E),C(V_AC) jusqu’à ± 10V)

Probe-station B

• AIXACCT Dual Beam Laser Interferometer
• Caractérisations pour matériaux piézoélectriques, en fonction de la position sur l’échantillon par station sous-pointes automatisées : P(E), déplacement, PUND, jusqu’à ± 200V
• Nécessaire d’avoir des surfaces supérieures et inférieures réfléchissantes.

MicroElec

Elaboration et caractérisation haut débit d’hétérostructures pour des applications microélectroniques

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