Réalisation d'interconnexions de faible résistivité à base de nanotubes de carbone biparois pour la microélectronique

Les nanotubes de carbone (NTC) possèdent des propriétés électriques pouvant répondre aux futures demandes de la microélectronique. Toutefois, des méthodes d'intégration de ces nano-objets dans des systèmes complexes doivent être développées. Le but de ces travaux de thèse était le développement d'un procédé permettant de déposer sélectivement des NTC doubles parois de manière orientée, et ce, à l'échelle d'un wafer de silicium. Un certain nombre de méthodes ont été développées. L'utilisation d'une pulvérisation de suspension de NTC couplée à différentes méthodes de microstructuration a permis de réaliser, à de grandes échelles, des dépôts de tapis de NTC microstructurés à des résolutions de l'ordre du micron. Bien que ne répondant pas à tous les critères requis pour la microélectronique ces techniques de dépôt ont pu trouver une application dans le domaine de l'ingénierie tissulaire. Ces travaux ont donné lieu à un dépôt de brevet. Afin d'améliorer les méthodes de synthèse de nos échantillons de NTC conducteurs, une technique de caractérisation grande échelle des caractéristiques électriques de NTC a été mise en œuvre. En effet, l'impossibilité d'obtenir une information statistique sur les propriétés des NTC présents dans un échantillon entravait les possibilités d'optimisation. La technique développée se base sur l'étude de la réponse d'un ensemble de NTC soumis à une forte rampe de tension. La destruction successive des NTC permet de mesurer les propriétés de nano-objets individuels et ainsi de rapidement tirer des données statistiques. Finalement, une technique originale basée sur la manipulation de NTC par des champs électriques et des forces capillaires a été développée. Le contrôle des forces capillaires permet de concentrer des NTC dans une cavité où ces derniers seront piégés et alignés par un champ électrique. Cette technique a permis non seulement d'obtenir des connexions en NTC denses et très conductrices mais également de réaliser divers dispositifs fonctionnels tels que des nano-résonateurs ou encore des capteurs.Carbon nanotubes (CNT) are known for their current carrier capability which could be used for microelectronics applications. However, the challenge is to find integration ways to use these CNT at the large scale. This PhD work focus on the development of new ways to manipulate double walled carbon nanotubes at the wafer scale. Several techniques are developed in this work. The use of spray coating with several patterning techniques allows the large scale deposition of microstructured CNT carpet. This work has been patented mainly for cellular engineering purpose. A technique has been developed to characterize the electrical properties of a large number of CNT. The random integration of CNT on an array of electrodes is used to test a low number of parallel CNT. The successive breakdown of these connected CNT is used to study their electrical properties, such as resistivity and maximum current density. Finally, we have developed a technique based on buried electrodes dielectrophoresis and capillary assembly to create large arrays of oriented carbon nanotubes carpet. This technique has been optimized to obtain high density deposition and thus reduce the resistivity. This very versatile technique has been used to create arrays of sensors and nano resonators