Etude de compatibilité d'un film d'oxy-nitrure de silicium déposé à basse température par voie chimique en phase vapeur assisté plasma (PECVD) avec les résines organiques sous-jacentes utilisées dans les intégrations de puces Imageurs
Compatibility study of silicon-based films with lithographyresists for Imaging applications
- Dépots assistés par plasma
- Oxynitrure de Silicium
- Résines photosensibles
- Capteurs d'image
- Microélectronique
- Microlentilles polymères
- Capteurs d'images CMOS
- Couches diélectriques
- Oxynitrures de silicium
- Résines photosensibles
- Dépôt chimique en phase vapeur activé par plasma
- Acoustique picoseconde
- Low-Temperature PECVD
- Silicon oxynitride
- Photoresists
- Image sensors
- Microelectronics
- Langue : Français
- Discipline : Acoustique
- Identifiant : 2023ULILN066
- Type de thèse : Doctorat
- Date de soutenance : 11/12/2023
Résumé en langue originale
Les capteurs d'image CMS intègrent des matrices de microlentilles permettant d'accroitre leur rendement. Ces microlentilles polymères sont recouvertes d'un diélectrique transparent (Oxyde ou Oxynitrure de Silicium) déposé par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma. Dans ces puces, le défi principal est de faire cohabiter un matériau polymère s'expandant aisément lors de la montée en température et un diélectrique dont les propiétés ne varient que peux avec la température.Cette cohabitation doit se faire aussi bien lors de la suite de la fabrication du capteur que durant toute la durée d'utilisation du capteur d'image.L'objectif de ce travail est d'étudier la compatibilité entre différentes résines polymères et le diélectrique d'encapsulation utilisées dans les puces d'STMicrolectronics.Pour cela, les propriétés mécaniques en température de différentes résines ont été caractérisées. Dans le but d'étudier la dégradation des polymères dans un plasma oxydant leurs propriétés chimiques ont été mesurées après exposition au plasma utilisé pour le dépôt du diélectrique d'encapsulation.Les propriétés du diélectrique d'encapsulation ont de même été mesurées après dépôt du dépôt sur différentes résines et un lien entre la dégradation du substrat polymère et les propirétés du diélectrique a été observé.Enfin, une étude de l'influence des paramètres de dépôt du matériau diélectrique a permis d'émettre des recommandations.
Résumé traduit
CMOS image sensors are designed with microlenses arrays increasing the sensor efficiency. The microlenses are usually covered with a transparent dielectric (Silicon oxide/oxynitride) deposited using PECVD. The main challenge here is to make work together a polymer which easily expands s temperature rises and a dielectric whose properties slightly change with temperature.This coexistence must take place during the chip manufacturing as well as during the sensor operating time.The main objective of this work is to study the compatibility of several polymer resins with the dielectric used in STMicroelectronics chips.For this purpose, the resins mechanicals properties were measured on a temperature range. And, polymers degradation by the oxidative plasma used for the dielectric deposition process has been investigated.Dielectric properties deposited on different resins were also investigated and have showed a link between polymers degradation and the dielectric's properties.Finally, the impact of the PECVD process parameters has been studied and suggestions were made.
- Directeur(s) de thèse : Devos, Arnaud
- Président de jury : Thomy, Vincent
- Rapporteur(s) : Braccini, Muriel - Djemia, Philippe
- Laboratoire : Institut d'Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie
- École doctorale : École graduée Sciences de l’ingénierie et des systèmes (Lille ; 2021-....)
AUTEUR
- Chevreux, Fabien