Implémentation de procédés de fabrication et d'intégration du silicium poreux

Le domaine des MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) est en pleine expansion, et plusieurs types de dispositifs requièrent des solutions d'isolation thermique efficace. Les solutions actuelles ne sont soit pas assez performantes, ou alors limitent les procédés de fabrication. Il existe donc un besoin pour une solution d'isolation thermique efficace et compatible avec les techniques actuelles de microfabrication sur silicium.Le silicium poreux est un candidat de choix, puisque sa conductivité thermique est inférieure de deux à trois ordres de grandeur à celle du silicium cristallin massif. De plus, ce matériau est fabriqué à partir des gaufres de silicium couramment utilisées pour la fabrication des MEMS, ce qui le rend a priori compatible avec les procédés de microfabrication standards. Finalement, il est possible de contrôler la localisation des zones porosifiées, facilitant son intégration dans des dispositifs. La fabrication du silicium poreux nécessite par contre quelques équipements et procédés bien spécifiques. Ce mémoire présente le développement et la mise en oeuvre, à l'Université de Sherbrooke, des équipements et procédés indispensables à la porosification du silicium et son intégration dans les procédés de microfabrication. Les équipements et procédés ont été choisis en ciblant l'application d'isolation thermique dans les MEMS. Plus précisément, un banc de porosification du silicium complet a été installé, avec plusieurs cellules d'anodisation et un générateur contrôlable. Ensuite ce système a été testé et calibré, et les procédés de base ont été mis au point, à savoir la porosification en elle-même, le séchage du matériau et sa stabilisation structurale. Des méthodes de caractérisation de la porosité et la vitesse de porosification ont été également été implémentées. Deux types de masques, pour la porosification localisée, ont également été développées [i.e. développés] : le premier est formé d'une couche de Si[indice inférieur 3]N[indice inférieur 4] LPCVD (Low Pressure Chemical Vapour Deposition) et le deuxième d'une couche de Si[indice inférieur 3]N[indice inférieur 4] PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition) et d'une couche d'or. Finalement, la photolithographie sur silicium poreux a été étudiée. Ainsi, une méthode de photolithographie à base de résine solide, sous forme de film, a été élaborée. Cette méthode constitue une alternative intéressante aux photorésines classiques, dont l'utilisation pose des problèmes de compatibilité avec le silicium poreux. Cette résine a été utilisée comme résine de soulèvement et masque de gravure plasma, et a donné de bons résultats, malgré quelques problèmes d'adhérence. Des essais préliminaires de gravure plasma ont également été menés et ont donné des résultats plutôt prometteurs, avec notamment un taux de gravure deux à trois fois supérieur à celui du silicium. Ainsi, à l'issue de ces travaux de maîtrise, les équipements et procédés nécessaires à la fabrication et l'intégration du silicium poreux dans les MEMS, pour les applications à moyenne température, ont été implémentées [i.e. implémentés]