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Jeudi 25 Avril 2019
David GROJO
LP3 - Lasers, Plasmas et Procédés Photoniques CNRS
Aix-Marseille Université
Du traitement laser de surface à l’émergence de procédés 3D dans les technologies silicium
La fabrication et l'évaluation non-destructive des technologies silicium s’appuient depuis toujours principalement sur des méthodes optiques. En particulier, la photolithographie reste la technologie dominante pour la conception des systèmes mais les procédés par lasers impulsionnels, une autre technique optique, prend progressivement une part de plus en plus importante. Nous aborderons quelques méthodologies et les performances accessibles pour le traitement et la structuration de surfaces par laser. Les procédés de très haute résolution mène naturellement vers des solutions en champ proche et/ou l’utilisation de lasers ultra-brefs. Ces derniers offrent également la capacité de venir structurer les matériaux transparents dans un espace à trois dimensions (3D). Nous présenterons quelques aspects fondamentaux de l’ionisation non-linéaire et les transformations à l’intérieur des matériaux diélectriques par laser femtoseconde. Ces aspects ont permis des développements technologiques dans de nombreux domaines allant de la micro-optique jusqu’à la nano/micro-chirurgie. Dans la continuité de ces recherches, nous contribuons aujourd’hui à l’émergence d’une nouvelle thématique portant sur les procédés 3D dans les technologies silicium. La principale difficulté rencontrée était alors l’impossibilité de modifier les semi−conducteurs par interaction femtoseconde dans le volume. Nous présenterons les résultats d’expériences et simulations permettant de quantifier et comprendre les non linéarités d’interaction dans le silicium. La compréhension de ces limitations a permis de passer le verrou de l’écriture 3D dans le silicium. Cette nouvelle capacité offre notamment la perspective d’une rupture technologique dans le domaine de la photonique sur silicium (procédé 3D d’ingénierie d’indice). Plus généralement, elle pourrait changer la façon dont de nombreuses technologies sont aujourd’hui étudiées et fabriquées.