La salle blanche, dispose de moyens technologiques destinés à la préparation d’échantillons pour l’épitaxie, et principalement à la réalisation et l’optimisation de dispositifs micro et optoélectroniques sur les matériaux épitaxiés au CRHEA. Elle s'appuie sur les expertises de deux ingénieurs et d’un assistant ingénieur du Service Commun de Recherche autour des équipements suivants:

Zone de chimie et de lithographie

Système de lithographie électronique Zeiss Supra 40 équipé d’un système Raith Elphy
(hors salle blanche)
Aligneur de masque SUSS Microtec MA6 (UV4)
(sous plafonds soufflants classe 100)
Aligneur de masque Karl Süss MJB3
(sous plafonds soufflants classe 100)
Tournette Karl Süss RC8 Gyrset
(hotte épandage résine)
Tournette SUSS Labspin6
(hotte épandage résine)
Tournette SPS POLOS SPIN150i
(nettoyage des échantillons)

Hottes à flux laminaire classe 100

Nettoyage des échantillons et développement
Épandage de résine
Traitement chimique

Zone de gravure

Bâti Oxford système 100 RIE-ECR
gravure ionique plasma haute densité
Bâti ICP-RIE Corial 210IL
gravure ionique plasma haute densité

Zone de dépôt

Bâti Alliance Comcept EVA 450
dépôt par canon d’électrons
Bâti RIBER
dépôt par évaporation par effet Joule
Bâti MRC
dépôt par pulvérisation cathodique

Traitement thermique

Four de recuit rapide Jipelec Jetfirst 100
Etuve Memmert UN30Plus

Caractérisation

Profilomètre de surface Veeco Dektak 8
Microscope Reichert Polyvar
(sous plafonds soufflants classe 100)
X

Equipement de lithographie électronique hybride : un MEB Zeiss Supra 40 avec un système Raith ELPHY Plus

(hors salle blanche - contact : Viginie Brändli)

L’écriture directe avec un faisceau d’électron nous permet de reproduire des motifs sur un échantillon par l’intermédiaire d’une résine électrosensible. Ce système vient compléter la lithographie optique lorsqu’on veut atteindre des tailles submicrométrique par exemple.

Equipement de lithographie électronique hybride

Caractéristiques :

  • Tension d’accélération 0.5kV à 30kV
  • Maximum Champ d’écriture : 1x1mm
  • Alignement manuel
  • Résolution ultime : 20nm
  • Taille échantillons : de quelques mm jusqu’à 3’’
X

Aligneurs de masque SUSS Microtec MA6 (UV 400)

(installé sous plafond soufflant classe 100)

La photolithographie permet de reproduire, avec un alignement de précision, les motifs d’un masque optique (masque en quartz avec des motifs, opaques, en chrome), sur un échantillon, par l’intermédiaire d’une résine photosensible.

Aligneurs de masque SUSS Microtec MA6

Caractéristiques :

  • Lampe UV Hg (350W) broadband
  • Alignement TSA (face avant)
  • Résolution :
    • Chambre à vide < 0.8
    • Hard contact : Pression mécanique + pression par jet d'azote < 1.5
    • Soft contact : Pression mécanique < 2.5
    • Proximité < 3
  • Précision d'alignement : 0.5µm
  • Taille masques : 4’’ - 5’’
  • Taille échantillons : de quelques mm jusqu'au substrat 100mm
X

Aligneurs Karl Süss MJB3

(installé sous plafond soufflant classe 100)

L’aligneur Karl Süss est un appareil versatile entièrement manuel, d’utilisation aisée, permettant le process d’échantillons de tailles et d’épaisseurs très variées.

Aligneurs Karl Süss MJB3

Caractéristiques :

  • Lampe UV Hg (200W) broadband
  • Résolution :
    • Chambre à vide < 0.8
    • Hard contact : Pression mécanique + pression par jet d'azote (1µm)
    • Soft contact : Pression mécanique (2µm)
  • Précision d'alignement : 1µm
  • Taille masques : 2’’ - 4’’
  • Taille échantillons : de quelques mm jusqu'au substrat 2’’
X

Tournette Karl Süss RC8 Gyrset

(installé sous plafond soufflant classe 100)

Tournette Karl Süss RC8 Gyrset

Caractéristiques :

  • Système Gyrset
  • Taille échantillons : Substrat jusqu’à 3’’
  • Alignement manuel
  • Vitesse : 10 – 6000 rpm
  • Accélération : 100 à 5000 rpm/sec
X

Tournette SUSS LabSpin 6

(installé sous plafond soufflant classe 100)

Tournette SUSS LabSpin 6

Caractéristiques :

  • Taille échantillons : Substrat jusqu’à 150mm de diamètre ou échantillons carrés 4" x 4"
  • Vitesse : 0 rpm - 8000 rpm
  • Accélération : 0 - 4000 rpm/sec
X

Tournette POLO SPIN150i

(installé sous plafond soufflant classe 100)

La tournette POLOS SPIN150i est utilisée pour le nettoyage des échantillons et le nettoyage des masques optiques.

Tournette POLO SPIN150i

Caractéristiques :

  • Taille échantillons : Substrat jusqu’à 150mm de diamètre ou échantillons carrés 4" x 4"
  • Vitesse : 0 rpm - 12000 rpm
  • Accélération : 0 - 30000 rpm/sec
  • Sens de rotation : horaire, antihoraire, alterné
X

Hotte pour le nettoyage des échantillons et le développement

Hotte de nettoyage

Caractéristiques :

  • Classe 100
  • Lumière inactinique
  • Bac à ultrasons
  • Rinçage eau désionisée (18 MΩ)
  • Bac avec résistivimètre
  • Plaques chauffantes

Détergent :

  • TFD4

Solvants :

  • Biosane SR 84 en passe d'être remplacé par le Neutralène 2015
  • Acétone
  • Propan-2-ol
  • Ethylène glycol
  • MIBK/IPA
  • AR600-546
  • Remover PG, Ni555, ZDMAC
  • AZ EBR solvent

Bases :

  • Primers :
    • Hexamethyldisilazane (HMDS)
    • Ti Prime
  • Développeurs :
    • Tetramethylammonium hydroxide (TMAH) :
      • AZ726MIF
      • AZ826MIF
      • MICROPOSIT MF319
      • AR 300-40
      • AR 300-47
    • Hydroxyde de potassium (KOH) :
      • AZ 400 K
X

Hotte pour l'épandage de résine

Hotte pour l'épandage de résine

Caractéristiques :

  • Classe 100
  • Lumière inactinique
  • Bac à ultrasons
  • Rinçage eau désionisée (18 MΩ)
  • Bac avec résistivimètre
  • Plaques chauffantes

Solvants :

Résines :

  • AZ5214E réversible (UV)
  • AZ4533 positive (UV)
  • AZ4562 positive (UV)
  • AZ2070 nlof négative (UV)
  • AZ ECI 3012 (Développement) (UV)
  • S1805 positive (UV)
  • Remover PG, Ni555, ZDMAC
  • S1808 positive (UV)
  • AR-P6200/CSAR positive (électronique)
  • AR-N 7500-18 négative (électronique)
  • 495 PMMA A4 positive (électronique)
  • 950 PMMA A2 positive (électronique)
X

Hotte pour le traitement chimique

Hotte de chimie

Caractéristiques :

  • Classe 100
  • Lumière inactinique
  • Bac à ultrasons
  • Rinçage eau désionisée (18 MΩ)
  • Bac avec résistivimètre
  • Plaques chauffantes

Acides :

  • Acide fluorhydrique HF 50%
  • Acide fluorhydrique HF 47-51%
  • Buffered oxide etch (B.O.E.) 7.1
  • Acide sulfurique H2SO4 96%
  • Acide chlorhydrique HCl 37%
  • Acide nitrique HNO3 70%
  • Acide phosphorique H3PO4 85%
  • Acide citrique monihydraté
  • Acide acétique CH3COOH 100%
  • Chrome etch 18
  • Gold ecth

Bases:

  • Hydroxyde de potassium KOH 45%
  • Ammoniaque NH4OH 30%
  • Hydroxyde de sodium NaOH (solide)
  • Gallium Phosphide Etch
  • Tetramethylammonium hydroxide (TMAH)
  • Peroxyde d'hydrogène H2O2 30%
X

Gravure ionique plasma haute densité RIE Oxford System 100

Il s’agit d’une gravure physico-chimique, car elle met en jeu à la fois un bombardement ionique et une réaction chimique entre le gaz ionisé (plasma) et la surface de l’échantillon.
Par rapport à une RIE « traditionnelle », la RIE-ECR (cf. schéma 2) présente un plasma haute densité (du fait de la source micro-onde), un plasma à faible potentiel et à basses énergies d'ions à basse pression en raison du confinement magnétique des électrons (source ECR).

Equipement de gravure Oxford 100

Caractéristiques :

  • Pompage Turbomoléculaire : vide limite de qqs 10-7 mbar
  • Sas d’introduction
  • Lignes de gaz : Cl2, CH4, Ar, O2, H2, SF6
  • Capacité : substrat 2’’ (et jusqu’à 100mm)
  • Matériaux gravés : GaN, AlGaN, AlN, SiC, SiO2, Si, ZnO, ZnMgO…
  • Contrôle in-situ de l’épaisseur gravée
X

Gravure plasma haute densité ICP-RIE Corial 210IL

Equipement de gravure Oxford 100

Caractéristiques :

  • Pompage Turbomoléculaire
  • Lignes de gaz : HBr, BCL3, Cl2, CHF3, C4F8, CH4, SF6, O2, Ar, H2, N2
  • Matériaux gravés : GaN, AlGaN, AlN, SiC, SiO2, Si, ZnO, ZnMgO, AL2O3…
  • Contrôle in-situ de l’épaisseur gravée
X

Evaporateur à canon d’électrons Alliance Concept EVA 450

Le matériau à déposer est évaporé suite à un bombardement localisé d’électrons de haute énergie générés par un filament en tungstène (canon à électron).

Equipement bâti EVA 450

Caractéristiques :

  • Pompage Cryogénique : vide limite de qqs 10-8 mbar
  • Sas d’introduction
  • Balance à quartz donnant accès à l’épaisseur déposée
  • Capacité : substrat jusqu’à 100mm
  • Matériaux gravés : Ti, Al, Ni, Au, Ag, Pt, Ge, Mo…
  • Diélectriques : SiO2.
X

Evaporateur à effet Joule RIBER

Le matériau à déposer est évaporé en faisant passer un courant de forte intensité au travers d’un creuset en tungstène.

Equipement bâti RIBER

Caractéristiques :

  • Pompage turbomoléculaire + ionique : vide limite de qqs 10-7 Torr
  • Balance à quartz donnant accès à l’épaisseur déposée
  • Capacité : substrat jusqu’à 100mm
  • Courant maximum : 250A
  • Métaux : Ti, Al, Ni, Au, Cr, Si, In, Pd, Ge…
X

Pulvérisation Cathodique MRC

Le matériau à déposer est pulvérisé suite à un bombardement d’ions Ar+ , issus d’un plasma Ar, suite à l’accélération imposée par le champ électrique entre la cible et l’échantillon. Les particules pulvérisées sont en général électriquement neutres, et sont diffusées dans l’enceinte pour se déposer sur le substrat.
Le mode « etch » peut également être utilisé pour la gravure ou la préparation de surface avant dépôt.

Equipement de pulvérisation Cathodique MRC

Caractéristiques :

  • Pompage turbomoléculaire : vide limite de ~7x10-6 Torr
  • Balance à quartz donnant accès à l’épaisseur déposée
  • Capacité : substrat 2’’ (et jusqu’à 100mm)
  • Métaux : Mo, Ta, W, Al…
  • Isolants : SiO2, Si3N4, Ta2O5, Nb2O5, Cr2O3...
X

Four de recuit rapide Jipelec Jetfirst 100

Le four de recuit permet des recuits thermiques très courts allant de quelques secondes (pour la diffusion des contacts processés) à quelques minutes (réorganisation des couches épitaxiées).

Four de recuit rapide Jipelec Jetfirst 150

Caractéristiques :

  • Programmation par ordinateur externe dédié
  • Recuits sous : vide, ou sous atmosphère (N2, O2)
  • Suscepteur en graphite recouvert de SiC
  • Taille échantillons : jusqu’à 100 mm
  • Lampes halogènes : 2 zones de 6 lampes
  • Température maximale : 1300°C
  • Mesure de température (thermocouple K et pyromètre optique)
  • Ligne de purge : N2
X

Etuve Memmert UN30Plus

Etuve Memmert UN30Plus

Caractéristiques :

  • Programmable (rampe et palier)
  • Température maximale : 300°C
X

Profilomètre Veeco Dektak 8

Le profilomètre Dektak 8 de Veeco est un outil extrêmement intéressant pour l’élaboration de composants puisqu’il permet la mesure de marches de résines, de métaux ou encore de profondeurs gravées. Cet équipement permet également des mesures de contraintes grâce à l’analyse de la courbure des plaquettes ainsi que des mesures 3D. La position de la tête est entièrement programmable et permet de vérifier l’homogénéité d’un procédé sur toute la surface d’une plaquette (jusqu’à 200mm).

Profilomètre Veeco Dektak 8

Caractéristiques :

  • Taille platine : 200 mm
  • Résolution verticale max: 1 Å
  • Gamme de mesure verticale : 262µm
  • Longueur de balayage : 50µm-50mm
  • Force d’appui du stylet : 1 mg-15 mg
X

Microscope Reichert Polyvar

Profilomètre Veeco Dektak 8

Caractéristiques :

  • Equipé d’une caméra

Depuis 2009, la centrale technologique fait partie de la plateforme technologique CT-PACA, qui regroupe CRHEATEC (CRHEA), PLANETE (CINAM-Marseille) et NANOTECMAT (IN2MP-Marseille), offrant des prestations aux acteurs académiques (dont notamment l’INPHYNI) et industriels. CRHEATEC est également utilisée par une spin-off, Klearia, hébergée au CRHEA depuis début 2018, pour des applications en microfluidique sur verre. La centrale technologique à également pour vocation la formation d’étudiants de l’université et des écoles d’ingénieurs associées aux techniques de la microélectronique.