Vincent ASTIE : Développement et mise en œuvre d'un procédé industriel de dépôt épitaxial de niobates alcalins

Travaux de thèse de Vincent ASTIE : Développement et mise en œuvre d'un procédé industriel de dépôt épitaxial de niobates alcalins

Bien que la soutenance soit publique, les mesures sanitaires actuellement en vigueur limitent le nombre de personnes autorisées dans l'amphi. C'est pourquoi, seules les personnes invitées pourront assister à la soutenance en présentielle.
Toutefois, cette dernière sera diffusée en direct sur la chaine de FEMTO pour celles et ceux qui souhaitent la visionner : https://live.femto-st.fr

Résumé :

Le passage aux prochaines générations de télécommunications devra nécessairement passer par l’adoption de nouveaux matériaux piézoélectriques sous forme de couches minces. Justement, dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à l’Epitaxie en phase vapeur aux organométalliques de couches minces de Niobate de lithium (LiNbO₃) par injection liquide directe (DLI-MOCVD), matériau ferroélectrique aux propriétés exceptionnelles, notamment acoustique et optique. Le contrôle fin de la microstructure et de la composition des films est un paramètre essentiel pour l’obtention de couches fonctionnelles, particulièrement pour la fabrication de filtre radiofréquence. C’est pourquoi, dans ce travail, nous nous sommes tout d’abord concentrés sur l’obtention de couches minces épitaxiées de composition contrôlée à haute température pour la fabrication de résonateurs à ondes élastiques de surface (SAW). Puis, dans un second temps, sur l’obtention de films texturés sur des substrats de type silicium à plus faible température, pour la fabrication de composants à ondes élastiques de volume (BAW). Le travail d’optimisation du dépôt chimique en phase vapeur présenté dans ce manuscrit illustre l’impact des différents paramètres : pression, débit d’injection, rapport de concentration entre les précurseurs, sur la couche mince, et notamment sur sa composition en lithium, paramètre crucial dans la validation des propriétés du cristal. Sont aussi présentées les agencements des mailles cristallines entre le film et le substrat pour toutes les orientations épitaxiées. L’orientation 33°Y souhaitée de LiNbO₃ sur silicium a également été obtenue expérimentalement. Finalement, des dispositifs à ondes de surface et à onde de volume basés sur les couches minces de LiNbO₃ obtenues par DLI-MOCVD ont été réalisés et caractérisés.

Composition du jury :

M DANIELE Stephane, Professeur des Universités, CPE Lyon, Examinateur

Mme JIMÉNEZ Carmen, Ingénieure de recherche, LMGP-CNRS, Examinatrice

M BAHLAWANE Naoufal, Lead Research & Technology Associate, LIST-MRT, Rapporteur

M VAHLAS Constantin, Directeur de recherche, CIRIMAT-CNRS, Rapporteur

Mme BARTASYTE Ausrine, Professeure des Universités, Université de Franche-Comté, Directrice de thèse

M DECAMS Jean-Manuel, Senior Manager, Annealsys, Codirecteur de thèse

M MILLON Cyril, Ingénieur de recherche, iXblue, Codirecteur de thèse

Localisation : Amphithéâtre J. J Gagnepain, Bâtiment TEMIS, Institut FEMTO-ST, 15B, Avenue des Montboucons - Besançon