Zone Electrochimie

Personnel

David BOURRIER (IE-Responsable de la zone)
Sylviane BASTER (AI)

La zone Electrochimie se présente sous 2 volets : la gravure humide anisotrope, et la croissance électrolytique de métaux.
 

Gravure chimique anisotrope

La gravure chimique anisotrope consiste à graver le silicium par voie chimique sur des profondeurs allant de quelques microns à plusieurs centaines de microns. La solution d'attaque est une solution chimique alcaline. La réaction d'oxydo-réduction qui se produit entre le silicium et la solution va entrainer la dissolution de celui-ci suivant des directions préférentielles. La réalisation d'un masque préalable en nitrure ou oxyde de silicium permet de localiser cette gravure et de réaliser des motifs (membrane, cavités, tranchées…).
 

Croissance électrolytique de métaux

Cette technique consiste à transformer les ions métalliques contenus dans une solution en dépôts métalliques. Le dépôt peut se faire pleine plaque ou localisé et sur des épaisseurs allant de quelques µm à plusieurs centaines de µm.

Le substrat de silicium est plongé dans une solution contenant les ions métalliques à déposer. Un courant est imposé entre le substrat est une contre électrode. Ce courant va permettre la transformation des ions en atomes métalliques. La composition des bains, la densité du courant, l'agitation … influencent les caractéristiques du dépôt.

Moyens de fabrication

Paillasses de gravure anisotrope

 

Paillasses pour la mise au point des bains électrolytiques

 

 

Equipement RENA fontaine pour le dépôt d'or sur substrats 4 pouces

 

 

Equipement RENA fontaine pour le dépôt de cuivre

 

 

Equipement RENA rack pour le dépôt de cobalt, fer, nickel

 

 

Equipement RENA fontaine pour le dépôt d'or sur substrats 6 
pouces

 

Titration

 

Stripping de résine (premier plan) 
Traitement de surface 
(deuxième plan)

 

 

CVS

 

 

AAS

 

 

Poste anodisation

 

Savoir Faire
 

Gravure humide anisotrope 

  • Gravure par KOH : 

La vitesse de gravure des plans 100 variant de 0.5 à 2.5 µm /min pour des concentrations de 20 à 50 % en poids et des températures de 50 à 90°. Cette solution d'attaque nécessite un masque en nitrure de silicium 
 

  • Gravure par TMAH : 

La vitesse de gravure des plans 100 variant de 0.2 à 1 µm /min pour des concentrations de 20 à 50 % en poids et des températures de 50 à 90°. Cette solution ne grave pas l'oxyde et permet donc de réaliser des membranes. 


Réalisation d'une cavité par gravure KOH 

Etude de l'influence de l'PA sur la gravure TMAH

TMAH 20% - 2 min

 

TMAH 20% + 17 % IPA - 2 min

 

 

Dépôts électrolytiques de métaux 

 

  • Dépôts d'or : 

dépôts en courant continu en pleine plaque ou dans des moules de résines pour des épaisseurs jusqu'à une dizaine de µm. On peut déposer sur des substrats 4 ou 6 pouces. Ce dépôt d’or est peu contraint < à 10 MPa et homogène (inhomogénéité < à 5%)

  MEMS 

-    RF

 

  • Dépôts de cuivre : dépôts en courant continu ou en courant pulsé en pleine plaque ou dans des moules de résines pour des épaisseurs jusqu'à une centaine de µm

 

 

Micro-convertisseurs d'énergie

 

 

  • Dépôts de Co-Ni-Fe: dépôts en courant continu en pleine plaque ou dans des moules de résines pour des épaisseurs jusqu'à plusieurs dizaines de µm. 

Micro-convertisseur pour les composants de puissance

 

  • Dépôts de Platine : dépôts en courant continu dans des moules de résines ou d’alumine pour des épaisseurs de quelques µm 

 

Dépot de Nano-fils 

 

  • Dépôts de SAC : dépôts en courant continu dans des moules de résines pour des épaisseurs jusqu'à une centaine de µm 

Bump de SAC 

avant et après recuit 

 

  • Dépôts d'or : par immersion permettant la protection des dépôts de cuivre.