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Matériaux avancés

Matériaux avancés

Les besoins de demain reposent sur la nécessité de développer de nouveaux matériaux aux propriétés innovantes, essentiels pour innover dans tous les domaines et pour la compétitivité industrielle.


Published on 16 August 2018

Les nouveaux matériaux, force motrice d’opportunités

Les besoins de demain reposent sur la nécessité de développer des matériaux aux propriétés nouvelles, essentiels pour innover dans tous les domaines et pour la compétitivité industrielle.

Les nouveaux matériaux sont une source d'innovation au Leti dans des domaines émergents comme l'Internet des Objets (IoT), l'automobile, l'énergie, la santé et la micro et nanoélectronique.

Disposant d'une solide expérience en épitaxie, le Leti a donné naissance à plusieurs dispositifs pionniers : GaN-on-Si 200 mm pour dispositifs électriques [1], GaN-on-SiC ou saphir pour les LED [9, 10], GeSn pour les lasers, Ge pour la photonique [2], CdHgTe pour les capteurs infrarouges [8]. Depuis quelque temps [3], le Leti se penche, également sur des processus en rupture pour développer des matériaux 2D tels que le MoS2.

Le Leti détient une longueur d'avance dans le domaine du collage de plaquettes. Cette technique a permis de développer les technologies SOI, FDSOI, Coolcube® ainsi que les premiers substrats d'InGaAs sur matériau isolant 300 mm destinés aux futurs noeuds de la microélectronique [4] et à l'intégration 3D [5]. Ces innovations sont sans cesse perfectionnées; une nouvelle génération de substrats RF est aussi à l'étude.

Le Leti est très actif dans la recherche sur les procédés de dépôt en couche mince comme ceux des céramiques PZT pour les filtres MEM-accordables et les mémoires [6]. Il est un acteur clé dans le développement des dernières générations de matériaux diélectriques, interconnecteurs, chalcogénures, polymères, électrolytes, électrodes et packaging pour la nano-électronique, les nano sources d'énergie et les nano-biotechnologies.



 

Gauche : image du substrat InGaAsOI après collage 
Droite : images TEM et HR-TEM de la couche InGaAs transférée sur Al2O
Photos ©CEA
Publications référencées dans le rapport annuel de recherche  de 2015 :

[1] L. Di Cioccio, E. Morvan, M. Charles, et al. “From Epitaxy to Converters Topologies what Issues for 200 mm N/Si,” 2015 IEEE International Electron
Devices Meeting (IEDM 2015), 07 c - 09 Dec 2015, Washington, DC, USA

[2] Y. Bogumilowicz, J.M. Hartmann, R. Cipro, R. Alcotte, et al. "Anti-phase
boundaries–Free GaAs s on "quasi-nominal" Ge-buffered silicon substrates", , Appl. Phys. Lettboundaries–Free GaAs epilayers on "quasi-nominal" Ge-buffered silicon substrates", , Appl. Phys. Lett. 107, 212105 (2015).. 107, 212105 (2015).

[3] S. Cadot, F. Martin, O. Renault, M. Fregnaux, D. Rouchon, E. Nolot, e, C. x, E. A. Quadrelli; 
“Low-temperature Atomic Layer Deposition of MoS2 using a novel c precursor”, Extended Abstract of the 15th International Conference on Atomic Layer Deposition, 29th June-1st July 2015

[4] J. Widiez, S. Sollier, T. Baron, M. Martin, et al. "First demonstration of 300 mm InGaAs-On-Insulator substrates fabricated using the Smart Cut™ technology", Proceedings of SSDM conference, 2015

[5] L. Benaissa, L. Di Cioccio, Y. Beilliard, P. Coudrain et al., "Next Generation Image Sensor via Direct Hybrid Bonding", Proceeding of EPTC 2015.

[6] I. Gueye, G. Le Rhun, P. Gergaud, O. Renault, et al. "y of surface nanostructures in lead precursor-richPbZr0.52Ti0.48O3 sol-gel films", Applied Surface Science, Vol. 363, pp. 21-28, 2015

[7] G Laval et Al, Inter. Conference on Nitride Semiconductors (ICNS 2015)

[8] C.Thomas, X.Baudry, J.P.Barnes, M.Veillerot, P.H.Jouneau, S.Pouget, O.Crauste, T.Meunier, y, P.Ballet, J. Crysowth 425, 195 (2015hgte

[9] Piero Gamarra, Cédric Lacam, Maurice Tordjman, François Templier and Marie-Antoinette di Forte-Poisson, "Dual wavelengths InGaN/GaN MQW and LED structures", 16th European Workshop anic Vapour Phase Epitaxy (EWMOVPE XVI), June 7 – 10, 2015, Lund, Sweden

[10] A. Dussaigne, P. Ferret, R. Obrecht, M. Lafossas, A. Coquiard, A. Fargeix, R. Caulmiloné, P. Guénard and F. Lévy, III-N MOVPE overgrowth, material quality and LED structures on GaNoS and GaNoMo advanced substrates, Proceeding Inter. Conference o Nitride Semiconductors (ICNS 2015) ganos