Plasmas pour les micro- et nano-technologies

Traitement de surface par plasma : des enjeux industriels et fondamentaux

• Le traitement de surface par plasma est une technologie clé dans l’industrie de la microélectronique, ainsi que dans la fabrication de micro- et nano-composants. La majorité des étapes critiques de la réalisation des circuits intégrés repose sur des procédés plasma, qu’il s’agisse de gravure ou de dépôt de couches minces (semi-conducteurs, métaux, isolants, résines).

• Le dépôt par plasma est notamment utilisé pour la passivation des composants électroniques et la création de couches actives, en particulier dans l’industrie des écrans plats ou du photovoltaïque. Quant à la gravure plasma, elle permet la structuration fine des matériaux (silicium, oxydes, nitrures, polymères) jusqu’à l’échelle nanométrique, étape essentielle dans la miniaturisation des dispositifs.

• Malgré le développement d’une industrie mondiale multimilliardaire, de nombreux verrous scientifiques subsistent. La compréhension des mécanismes d’interaction entre plasmas réactifs et matériaux devient cruciale pour accompagner l’introduction de nouveaux matériaux et garantir des résolutions de plus en plus fines dans les procédés de fabrication.

Notre approche de recherche

• Notre groupe s’intéresse aux fondements physiques et chimiques des procédés plasma. Nos travaux portent sur :

  • la physique des plasmas radiofréquences,

  • la chimie des espèces réactives,

  • les interactions plasma-surface à l’échelle atomique.

• Nous mobilisons une approche pluridisciplinaire :

  • Expérimentale, avec le développement de diagnostics innovants ;

  • Numérique, à travers des modèles fluides et des simulations atomistiques ;

  • Théorique, par l’élaboration de modèles analytiques et de lois d’échelle.

Exemple de projet en cours

Étude des espèces réactives d’oxygène (atomes et molécules) dans un réacteur radiofréquence de grande surface, fonctionnant à pression intermédiaire (1 à 10 Torr). L’objectif est de mieux comprendre la génération, le transport et la réactivité de ces espèces dans le cadre d’applications industrielles de gravure et de fonctionnalisation de surfaces.