Projet PROSECO
© De Dietrich Process Systems
Structuration des semiconducteurs par des sources de lumière avancées
Mots-clés
Structuration 3D ; soudage ; ultrarapide ; lasers ; semi-conducteurs : modulation spatiale de la lumière : nanoplasmas
Résumé
L’écriture laser directe est une technique sans contact utilisée pour structurer, percer et souder des matériaux diélectriques grâce à des impulsions laser ultracourtes. Elle exploite l’absorption non linéaire pour localiser précisément l’énergie, minimisant ainsi les dommages aux zones voisines. Les mécanismes de structuration incluent la fusion locale, la génération de nano-plasmas et de micro-explosions. Cependant, son application aux semi-conducteurs, comme le silicium, reste difficile en raison de l’indice de réfraction élevé et de la forte non-linéarité du matériau, qui perturbent le couplage lumière-matière et rendent le dépôt d’énergie imprécis. Des avancées récentes, telles que l’hyperfocalisation par immersion solide et l’utilisation de trains d’impulsions à haute cadence, ont permis de surmonter partiellement ces difficultés. Une alternative prometteuse consiste à utiliser des longueurs d’onde laser plus élevées, dans l’infrarouge moyen (~2–4 μm), où les effets non linéaires devraient diminuer.
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Le projet PROSECO explore ces régimes d’interaction en utilisant des sources femtosecondes infrarouges combinées à des techniques avancées de mise en forme des impulsions. Son objectif est de surmonter les obstacles dans la structuration des semi-conducteurs, notamment pour la formation de nano-vides et le soudage de matériaux semi-conducteurs. Le projet prévoit le développement de modulateurs spatiaux de lumière thermo-optiques et une source paramétrique polyvalente pour faciliter ces processus. Un volet de simulation basé sur des modèles particule-dans-cellule (PIC) est également intégré pour décrypter les interactions complexes des plasmas dans les solides. PROSECO vise ainsi à ouvrir la voie à des percées dans la structuration et la soudure de semi-conducteurs, permettant le développement de nouveaux procédés technologiques pour la microélectronique, la microfluidique et la photonique.
Consortium
INPHYNI • Nice
Institut de Physique de Nice
Nicolas Forget, Aurélie Jullien, Cyrille Claudet
LP3 • Marseille
Lasers, Plasmas et Procédés Photoniques
David Grojo, Pol Sopena Martinez
Femto-ST • Besançon
Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique – Sciences et Technologies
François Courvoisier, Remo Giust, Luc Froehly, Luca Furfaro
Publications
Documents récupérés de l'archive ouverte HAL 
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