La lecture à portée de main
Découvre YouScribe en t'inscrivant gratuitement
Je m'inscrisDécouvre YouScribe en t'inscrivant gratuitement
Je m'inscrisDescription
Sujets
Informations
Publié par | Thesee |
Nombre de lectures | 95 |
Langue | Français |
Poids de l'ouvrage | 3 Mo |
Extrait
N° d'ordre : 3846
THÈSE
présentée à
L'UNIVERSITÉ BORDEAUX I
ECOLE DOCTORALE DES SCIENCES PHYSIQUES ET DE L’INGENIEUR
Par Thomas Fernandez
POUR OBTENIR LE GRADE DE
DOCTEUR
SPÉCIALITÉ : Electronique
***********************************************
CONTRIBUTION A L’EVALUATION DE LA TECHNIQUE DE
GENERATION D’HARMONIQUE PAR FAISCEAU LASER
POUR LA MESURE DES CHAMPS ELECTRIQUES DANS LES
CIRCUITS INTEGRES (EFISHG)
***********************************************
Soutenue le 25 Septembre 2009
Après avis de :
MM. P. Perdu Ingénieur HDR, CNES, Toulouse Rapporteur
J.M. Portal Professeur, IM2NP, Marseille Rapporteur
Devant la commission d'examen formée de :
MM. S. Ermeneux Ingénieur, Alphanov, Talence Examinateur
MME. N. Labat Professeur, IMS, Bordeaux 1 Président
MM. D. Lewis Professeur, IMS, Bordeaux 1 Examinateur
MM. P. Perdu Ingénieur, HDR, CNES, Toulouse Rapporteur
MM. J.M. Portal Professeur, IM2NP, Marseille Rapporteur
MM. V. Pouget Chargé de recherche, IMS, Bordeaux 1 Examinateur
- 2009- REMERCIEMENTS
Les travaux présentés dans ce mémoire se sont déroulés au laboratoire de l'Intégration des
Matériaux aux Systèmes (IMS) à Bordeaux.
Je tiens tout d’abord à remercier la région Aquitaine pour avoir financé ce travail.
Je remercie Pascal FOUILLAT, directeur du laboratoire IMS de m’avoir accueilli dans son
laboratoire.
Je tiens également à remercier Dean LEWIS pour avoir co-dirigé cette thèse et apporté toute
son expertise à ce travail.
Je témoigne également ma reconnaissance à Vincent POUGET pour avoir co-dirigé cette thèse
avec dynamisme et rigueur permettant l'aboutissement de ce travail.
Que Monsieur Philippe PERDU et Monsieur Jean-Michel PORTAL trouvent ici l’expression
de ma pleine reconnaissance pour le privilège qu’ils m’ont fait en ayant accepté d’examiner ce travail
en qualité de rapporteurs et en m’ayant aidé à améliorer la qualité de mon manuscrit.
Je suis sincèrement reconnaissant envers Madame Nathalie LABAT d’avoir accepté la
responsabilité de présider mon jury de thèse.
J’adresse mes très sincères remerciements à Monsieur Sébastien ERMENEUX pour avoir
accepté d’être membre invité du jury, ajoutant de fait leur expertise à celle des membres officiels.
Je souhaite également remercier l’ensemble des personnes qui m’ont aidé durant ma thèse, au
laboratoire IMS, dont notamment Frédéric DARRACQ, Fabien ESSELY, Patrice JAULENT,
Alexandre DOUIN et Simone DANG VAN.
Enfin, je ne n’énumèrerai pas ici toutes les personnes qui comptent pour moi, mais qu’elles
sachent que c’est au quotidien et par mes actes que j’essaie chaque jour de leur rendre une partie,
certes infime, de ce qu’elles me donnent. TABLE DES MATIERES
INTRODUCTION.......................................................................................................................... 5
CHAPITRE 1 : PRINCIPE ET ETAT DE L’ART DE LA TECHNIQUE DE L’ELECTRIC FIELD
INDUCED SECOND HARMONIC GENERATION OU EFISHG ................................................................. 9
I. Introduction ................................................................................................................. 11
II. Les techniques laser en analyse de défaillance ........................................................... 12
II.1. Les différentes configurations expérimentales ................................................... 13
II.1.1. Type sonde....................................................................................................... 13
II.1.2. Type pompe ..................................................................................................... 14
II.1.2.1 La stimulation photothermique laser............................................................. 14
II.1.2.2 La stimulation photoélectrique laser ............................................................. 16
II.1.2.3 Applications industrielles .............................................................................. 17
II.1.3. Type pompe-sonde .......................................................................................... 17
II.2. Evolution des techniques d’analyse optiques ..................................................... 20
II.2.1. Les techniques de stimulation électrique dynamique ...................................... 20
II.2.1.1 Analyse fonctionnelle.................................................................................... 21
II.2.1.2 Analyse paramétrique.................................................................................... 22
II.2.2. Utilisation des lasers impulsionnels................................................................. 23
II.2.2.1 Développements des techniques pompe........................................................ 23
II.2.2.2 Développements des techniques sonde ......................................................... 24
II.2.2.3 Vers des techniques full dynamiques ............................................................ 24
II.2.2.4 Les techniques émergentes basées sur l’optique non linéaire ....................... 26
III. Principes physiques de la technique EFISHG............................................................. 26
III.1. Les équations de Maxwell .................................................................................. 26
III.2. Cas particuliers : les milieux centrosymétriques ................................................ 29
III.3. La génération de seconde harmonique dans le silicium ..................................... 30
III.3.1. Les termes indépendants du champ électrique ............................................... 30
II.3.1.1 Le terme de surface ....................................................................................... 30
II.3.1.2 Les termes d’ordre supérieur......................................................................... 30
III.3.2. Electric Field Induced Second Harmonic Generation ou EFISHG ................ 31
IV. Utilisations de l’EFISHG en microélectronique ......................................................... 33
IV.1. La cartographie de champ électrique.................................................................. 33
IV.2. La mesure de champ électrique en temps réel .................................................... 34
IV.2.1. La technique pompe-sonde ............................................................................ 35
IV.2.2. Les techniques sonde ..................................................................................... 35
IV.3. L’étude du piégeage d’électrons à l’interface ou dans l’oxyde .......................... 37
V. Conclusion................................................................................................................... 40
1CHAPITRE 2 : DEVELOPPEMENT EXPERIMENTAL DE LA TECHNIQUE EFISHG ................. 41
I. Introduction ................................................................................................................. 43
II. Le banc EFISHG disponible sur la plateforme ATLAS.............................................. 43
II.1. Objectif............................................................................................................... 43
II.2. Description de la plateforme ATLAS................................................................. 43
II.3. Description générale du banc de test EFISHG ................................................... 44
II.4. La source laser.................................................................................................... 46
II.4.1. Choix de la longueur d’onde............................................................................ 47
II.4.1.1 L’attaque par la face avant ............................................................................ 47
II.4.1.2 L’attaque par la face arrière........................................................................... 48
II.4.2. Le vitesse ......................................................................................................... 49
II.4.3. Caractérisation du faisceau.............................................................................. 50
II.4.3.1 Calibration énergétique ................................................................................. 50
II.4.3.2 Contrôle du blocage de mode du laser .......................................................... 51
II.5. Le système de visualisation ................................................................................ 53
II.6. Le système de détection...................................................................................... 54
II.7. Calibration du banc de test ................................................................................. 56
II.7.1. Mesure de la puissance incidente en temps réel .............................................. 56
II.7.2. Mesure de la puissance réfléchie en temps réel............................................... 57
II.8. Optical beam induced