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Les matériaux semi-conducteurs sont très utilisés, notamment dans le domaine de l’électronique.
Pourtant leur fonctionnement intime reste mal connu à cause du manque de techniques de mesures
directes de leur comportement électrique, principalement celui des distributions de charges dans le
matériau. Les distributions de charges, qui sont à la base des propriétés électriques du matériau, sont
en effet encore déterminées à l’aide de modèles simplifiés de la physique du solide et de mesures
électriques globales ou destructives. L’utilisation d’un couplage élasto-électrique local permet de palier
à ce problème et ainsi de faciliter l’analyse des nouveaux matériaux pour la micro-électronique.
Ce couplage agit en effet directement sur les charges à mesurer de manière non destructive. Ainsi le
modèle de comportement électrique des matériaux testés n’est plus un facteur limitatif pour l’analyse
des signaux mesurés.
Un dispositif utilisant un laser pulsé a récemment été mis au point au Laboratoire de Physique et
d’Étude des Matériaux (LPEM) pour caractériser des structures à semi-conducteurs. Le laser génère
par ablation de fortes impulsions de pression qui se propagent ensuite dans la structure étudiée et y
déplacent localement les charges qu’elle contient. Bien que les résultats soient très encourageants,
l’utilisation d’un laser pulsé est relativement contraignante puisque cela nécessite de coupler mécaniquement
la structure testée avec un matériau cible de protection.
L’objectif du stage proposé est de remplacer le laser pulsé par un générateur piézoélectrique large
bande de relativement petites dimensions, composé d’un nouveau type de céramique piézoélectrique.
Il sera ainsi possible de générer des impulsions ultrasonores de puissance sans risque de détériorer
la structure testée. La réalisation de ce générateur correspondra à la première partie du stage et s’appuiera
sur une expertise de longue date du laboratoire dans ce domaine. Dans une seconde partie, le
dispositif réalisé sera utilisé sur des structures simples, du type jonction Schottky, jonction pn enfouie
et éventuellement MIS.
Ce stage est principalement expérimental mais pourra s’appuyer sur une analyse théorique. Les domaines
principaux sont la physique des semi-conducteurs, l’électrostatique, les ultrasons, l’électronique
et l’instrumentation.
Lieu du stage : ESPCI - LPEM - Bat A - 10, rue Vauquelin - 75005 Paris
Encadrement : S. Holé (
)
Durée : 6 mois
Rémunération : Rémunération réglementaire
Évolution : Une poursuite en thèse est envisageable selon les résultats