Alors que les nanotechnologies font leur entrée dans les produits d’utilisation quotidienne, les chercheurs continuent à travailler sur de nouvelles applications et de nouveaux procédés de fabrication de nanodispositifs. Ces procédés sont toutefois difficiles à contrôler et les méthodes expérimentales permettant de les caractériser, souvent laborieuses.

Afin d’aider les chercheurs à optimiser leurs méthodes de fabrication, Jérôme Saussac, étudiant au doctorat au Département de physique de l’Université de Montréal, et ses co-directeurs, les professeurs Joëlle Margot (Département de physique, Université de Montréal) et Mohammed Chaker (INRS Énergie, Matériaux et Télécommunications) ont conçu un simulateur numérique qui permet de décrire l’évolution de micro- et nanoprofils gravés par plasma.

Le simulateur reproduit bien les observations expérimentales de rainures et de concavité des parois typiques des profils obtenus dans le silicium et la silice lorsqu’ils sont gravés par des plasmas d’argon et de chlore. Le simulateur a également été utilisé pour étudier la gravure à des dimensions de l’ordre de quelques dizaines de nanomètres. Ainsi, les résultats montrent que dans le cas du silicium, des tranchées de 30 nm ou moins de largeur et de 100 nm de profondeur présentent une importante gravure latérale. Ces artéfacts nuisent à la qualité des profils, ce qui limite les dimensions minimales pouvant être atteintes dans les conditions actuelles de gravure.

Le simulateur développé est applicable à toute combinaison masque/matériau dont les propriétés du plasma soient connues et permet de prédire l’évolution spatio-temporelle du profil à des dimensions micro et nanométriques. Il offre aux expérimentateurs la possibilité de tester l’influence de leurs conditions opératoires sur la qualité de la gravure avant de passer au laboratoire, une économie considérable de temps et d’argent.

Ces résultats ont été publiés dans le numéro de janvier de la revue Journal of Vacuum Science and Technology A et ont été sélectionnés par le numéro du 12 janvier de la revue Virtual Journal of Nanoscale Science & Technology. Cette revue sélectionne des articles récents s’inscrivant dans certains sujets chauds en science et technologies des nanostructures.

Référence: J. Saussac, J. Margot, M. Chaker, “Profile evolution simulator for sputtering and ion-enhanced chemical etching”, J. Vac. Sci. Technol. A 27, 130-138 (2009), sélectionné par le Virtual Journal of Nanoscale Science & Technology pour son édition du 12 janvier 2009.

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Joëlle Margot
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Courriel : joelle.margot@umontreal.ca