Couches supportées et membranes ultraminces à base de silicium : fabrication et spectrométrie raman-brillouin
Institution:
Toulouse 3Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
The improvements in Micro and now Nanoelectronic lead to the shrinking of the devices and at the same time the need to develop suitable and effective methods of characterization. Following this motion, we focused our interest on the use of terahertz sound as a matter probe at nanometric scale in inelastic scattering of light experiments. To that end, we studied Raman-Brillouin scattering of ultra thin layers of silicon which implies the interaction between localized electronic states and acoustic phonons with wavelengths in nanometric range. In the aim to study the effect of its surrounding on the Raman-Brillouin scattering of an ultra thin silicon layer, we made model systems composed of nanometric layers stacks of different materials (silicon, silicon nitride and silicon dioxide) on substrate or in membrane configuration. A high-performance Raman spectrometer, in low frequency range and coupled with an original optical input, enabled us to study the Raman-Brillouin scattering of these model systems. We systematically compared the experimental spectrums to simulations based on photo elastic model. That systematic comparison enabled us to identify of the optical and acoustic cavity functions and some criteria and a methodology to be able to analyse quantitatively the experimental data. The developed approach shows to be particularly sensitive in the face of oxide and interfacial layers whose thicknesses don't exceed two nanometres. . .
Abstract FR:
Les progrès de la Micro et maintenant de la Nanoélectronique conduisent à la diminution de la taille des composants, et requièrent par la même occasion de développer des méthodes de caractérisation appropriées et performantes. C'est dans ce contexte que nous nous sommes intéressés à l'utilisation du son, dans le domaine térahertz, comme une sonde de la matière à l'échelle nanométrique dans des expériences de diffusion inélastique de la lumière. A cet effet, nous avons étudié la diffusion Raman-Brillouin de couches ultraminces de silicium, impliquant l'interaction entre états électroniques localisés et phonons acoustiques ayant des longueurs d'onde dans la gamme nanométrique. Dans l'optique d'étudier l'effet de son environnement sur la diffusion Raman-Brillouin d'une couche ultramince de silicium, nous avons fabriqué des systèmes modèles formées d'empilements de couches nanométriques de différents matériaux (silicium, nitrure de silicium et oxyde de silicium) sur substrat ou sous forme de membranes. Un spectromètre Raman ultra-performant dans le domaine des basses fréquences et équipé d'une optique d'entrée originale nous a permis d'étudier la diffusion Raman-Brillouin de ces systèmes modèles. Nous avons systématiquement comparé les spectres expérimentaux à des simulations réalisées dans le cadre du modèle photoélastique. Cette comparaison systématique nous a permis d'identifier les rôles des cavités acoustiques et optiques et de proposer des critères et une méthodologie permettant d'analyser quantitativement les données expérimentales. . .