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Laboratoires communs

CiCLOP, de nouvelles sources de faisceaux d'ions pour les semiconducteurs

Le Centre de recherche sur les ions, les matériaux et la photonique1 et la société Orsay Physics ont créé le laboratoire commun CiCLOP2, dont l'objectif est de concevoir de nouvelles sources de faisceaux d'ions focalisés, pour l'élaboration et l'analyse des semi-conducteurs.

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Les faisceaux d'ions focalisés (FIB : Focused ion beam) sont des outils utilisés dans la recherche et l'industrie des semi-conducteurs, pour réaliser des gravures, déposer de la matière, doper un matériau (ajout de petites quantités d'impuretés pour modifier ses propriétés de conductivité), ou encore pour le contrôle qualité et l'analyse. Avec la miniaturisation toujours plus poussée des composants, dont la finesse de gravure ne cesse de progresser, les chercheurs et les industriels du secteur ont besoin de nouvelles générations de FIB. Le Centre de recherche sur les ions, les matériaux et la photonique et la société Orsay Physics ont créé dans ce but le laboratoire commun CiCLOP soutenu par l'ANR pour trois ans.

Le laboratoire et l'industriel ont déjà collaboré sur un projet qui leur a permis de réaliser ensemble une plateforme expérimentale3 de faisceaux d'ions focalisés. Le laboratoire commun pérennise leur collaboration sur le long terme, sur des thématiques aux enjeux majeurs pour l'électronique du futur. « Les échanges que nous avons avec l'entreprise sont l'occasion d'ouverture vers de nouvelles applications pour les technologies que nous développons au laboratoire », indique Stéphane Guillous, chercheur au Cimap et responsable du laboratoire commun CiCLOP.

Les spécialistes des semi-conducteurs utilisent des sources FIB à base de gallium, qui ont l'avantage d'atteindre une haute résolution, mais qui peuvent présenter certaines limites : elles peuvent être à l'origine de modifications structurales (amorphisation) du matériau et de contamination par les ions gallium. Les partenaires de CiCLOP ont pour objectif de développer de nouvelles sources FIB à base de gaz (xenon), qui a l'avantage d'être non contaminant et de travailler à faible énergie, ce qui limite les phénomènes d'amorphisation. La technologie développée par les deux partenaires doit également permettre d'atteindre les résolutions exigées par le secteur des semi-conducteurs.

Le laboratoire commun mobilise deux experts chez chacun des deux partenaires. Pour caractériser les faisceaux d'ions, CiCLOP bénéficie de la plateforme FIB expérimentale installée au Cimap et Orsay Physics met à disposition de CiCLOP ses moyens de production et ses tests. De ces développements communs, des prototypes validés de FIB de nouvelle génération sont attendus pour 2022, et pourront alors être industrialisés par Orsay Physics.

 

1 Cimap CNRS/CEA/EnsiCaen/ Université Caen Normandie

2 CiCLOP (Cimap common laboratory with Orsay Physics)

3 La plateforme PELIICAEN (Plateforme pour l'étude de l'implantation ionique contrôlée et analysée à l'échelle nanométrique)

Contacts :

Stéphane Guillous / Chercheur au Cimap et responsable du laboratoire commun CiCLOP / guillous@ganil.fr

Anne Delobbe / Directeur Technique d'Orsay Physics / anne.delobbe@orsayphysics.com