Xavier MELLHAOUI

En résumé

Entreprises

• LTM - CNRS

  maintenant

• CEA / LETI (Laboratoire en microélectronique) (France)

  maintenant

• DALSA Semiconductor - Ingénieur de Recherche

  2010 - maintenant

• Floralis - Ingénieur de recherche

  2009 - 2010 J'ai entrepris une nouvelle étude sur la gravure TSV qui s’inscrit dans le dimensionnement 3D des puces électroniques, projet de STMicroelectronics de Crolles. La technique standard pour la gravure profonde du Silicium est le procédé Bosch. Mais ce procédé montre ses limites en raison d’ondulation sur les flancs des motifs. L’étude actuelle porte sur la faisabilité d’utiliser de nouveaux gaz passivants avec le gaz gravant SF6 dans des machines de gravure standards telles que la DPS (Decoupled Plasma Source) du LTM. Les premières expériences ont montré qu’on peut ainsi obtenir une vitesse de gravure supérieure à 1 µm.min-1 pour des vias de 3 µm et des profils anisotropes. Cette étude s’accompagne de l’encadrement d’un doctorant qui a débuté sa thèse en septembre 2008.

• Crocus technology - Ingénieur de recherche

  Grenoble 2008 - 2009 J'aiété employé par une société privée – Crocus Technology., hébergé au sein du LTM. Cette société conçoit des mémoires MRAM (Magnetic Random Acess Memory) qui sont les futurs générations de mémoires RAM. J’ai développé un procédé opérationnel pour graver le carbone amorphe qui sera intégré dans leurs étapes technologiques en tant que masque dur.

• LTM CNRS/UJF/INPG - Ingénieur de recherche

  2006 - 2008 La première des études que j’ai menées a porté sur la gravure d’un matériau high-k – à haute permittivité diélectrique - et notre étude s’est focalisée sur HfO2. En effet, dans la course à l’amélioration des performances des transistors de type CMOS, de nouveaux matériaux doivent être introduits dans l’empilement de grille standard (poly-silicium/SiO2/Si). La structure des grilles des prochains nœuds technologiques sera de type p-Si/métal/high-k/Si. La gravure par plasma de ces nouveaux matériaux représente un défi technologique en raison des fortes contraintes associées : faibles dimensions critiques, verticalité des profils de gravure, sélectivité infinie, gravure uniforme…
  Pour graver HfO2, le gaz BCl3 semble un gaz prometteur. Une étude complète a été ainsi entreprise sur la gravure de HfO2 dans diverses conditions : dilution dans l’argon, puissance injectée dans la source et polarisation appliquée au substrat, pression, temps, nature des parois… Pour étudier l’influence des conditions sur les matériaux gravés ( HfO2, SiO2 et Si ), nous avons utilisé différents outils de caractérisation comme un Microscope Electronique à Balayage à Haute Résolution, un Spectromètre de Photoélectrons ( XPS ) quasi in situ, un Ellipsomètre Spectroscopique in situ et un Spectromètre d’Emission Optique.
  La seconde étude était orientée sur la compréhension des mécanismes de transformation mis en jeu lors des traitements des résines par plasma « HBr cure ». Ces plasmas ont pour but de minimiser la rugosité des flancs des résines induite par les plasmas de gravure. Il a été montré que les rugosités des lignes ( LER et LWR ) détériorent de manière significative les performances électriques des transistors CMOS
  L’étude comprend l’interaction des plasmas cure – HBr ou Ar – et des résines en utilisant des outils de caractérisation de surface tels que l’ellipsométrie spectroscopique, le FTIR et l’XPS.
  Pour ces deux études, mon expertise s’est orientée en premier sur l’analyse et l’exploitation des résultats obtenus à partir de l’ellipsométrie spectroscopique que j’ai complétées par les autres diagnostiques détaillés ci-dessus. Pour la première étude, j’ai été amené à encadrer un doctorant qui a soutenu en janvier 2009.
  Mon expertise en ellipsométrie m’a amené à superviser trois projets d’étudiants en thèse qui utilisent cet outil de diagnostic : le premier projet concerne la gravure du matériau à forte constante diélectrique HfO2, un second sur les dépôts qui se forment sur les parois des réacteurs et sur silicium avec un plasma BCl3, et le dernier porte sur l’influence des plasmas cure HBr et Ar sur d’autres types de résine. Mon travail a été aussi étendu à la maintenance des ellipsomètres installés in situ sur les réacteurs de gravure du laboratoire LTM ainsi qu’à l’élaboration d’un code informatique écrit en Matlab pour l’exploitation des données obtenues en temps réel.

• IUT Génie Mécanique et Productique d'Orléans - ATER - Enseignant d'Electronique

  2005 - 2006 L’enseignement de TD d’électronique de 1er année de l’IUT GMP était pour chaque groupe partagé en 6 TP de 2 heures. Le contenu des TD était le suivant :
   Les lois de l’électrocinétique. Loi de Kirchhoff, loi des nœuds et des mailles, loi d’Ohm. Loi de Thévenin et de Norton. Introduction de l’impédance pour les résistances, les bobines et les condensateurs.
   Les puissances. La puissance en régime continu et sinusoïdal. La puissance active, réactive et apparente. Circuits Triphasés avec les puissances.
   Le transformateur. Introduction à l’électromagnétisme. Calcul de flux magnétique. Définition du transformateur à vide, en court-circuit et en charge.
   Les moteurs. Relation entre le flux magnétique et les vitesses de rotation pour différents moteurs.
  
  
  L’enseignement de TP d’électronique de 1er année de l’IUT GMP était pour chaque groupe partagé en 6 TP de 2 heures. Le contenu des TP était le suivant :
  - Etude des incertitudes de mesures. Calcul d’incertitude de mesure due à l’utilisateur, à l’appareillage et au montage.
  - Etude de l’impédance d’un circuit en régime sinusoïdal. Calcul d’impédance et de mesure pour différents circuits RC, RL, RLC. Mesures de la tension et l’intensité des circuits à l’aide d’un voltmètre et d’un ampèremètre. Détection de la fréquence de résonance pour le circuit RLC.
  - Etude de la puissance en régime sinusoïdal. Utilisation d’un wattmètre, ampèremètre et voltmètre pour déterminer la puissance active, réactive et apparente dans un circuit comportant une résistance et un circuit comportant une résistance et une bobine.
  - Etude des ponts de Wheatstone. Equilibrage du pont à l’aide d’un galvanomètre pour déterminer la tension à la sortie d’une pile. Equilibrage du pont à l’aide d’un galvanomètre pour déterminer la résistance inconnue.
  - Etude d’un transformateur. Etude à vide, en court-circuit et en charge d’un transformateur pour déterminer ses caractéristiques.
  - Etude d’un circuit RLC. Initiation à l’utilisation d’un oscilloscope en analysant le signal obtenu par un circuit RLC en régime sinusoïdal. Notion du filtre passe-bas et passe-haut obtenu par un circuit RC.
  
  L’enseignement de TP d’électronique de 2éme année de l’IUT GMP était pour chaque groupe partagé en 4 TP de 2 heures et 30 minutes plus une session d’explication et une session d’examen de TP. Le contenu des TP était le suivant :
  • Etude des diodes à jonction. Relevé des caractéristiques statiques en direct de quatre types de diodes (de redressement et Zener). Etude de l’évolution de la résistance dynamique de ces diodes en fonction du point de polarisation, et utilisation des diodes au sein de montages redresseurs, de régulation et de filtrage.
  • Transistor bipolaire : Caractéristiques statiques, polarisation. Utilisation de ces composants en amplificateur. Etude de la stabilité. Etude des transistors en régime dynamique.
  • Circuits intégrés élémentaires. Etude des caractéristiques fondamentales de l’amplificateur opérationnel : opération inverse, addition, intégrale et comparateur.
  • Circuits intégrés élémentaires. Etude des filtres passe-haut, passe-bas et passe-bande à l’aide l’amplificateur opérationnel.
  
  Durant mon poste d’ATER, j’ai eu la charge d’établir et de rédiger le programme d’électronique de 1éme année d’IUT GMP d’Orléans. J’ai ainsi rédigé les cours, les TD, les TP et les examens concernant cette matière.
  
  J'ai aussi dispensé des TP d’informatique de 1éme année de l’IUT GMP qui étaient pour chaque groupe partagé en 6 TP de 2 heures. Le contenu des TP portait sur l’apprentissage et l’approfondissement de l’utilisation de macros Excel par la connaissance de Microsoft Visual Basic inclus dans le tableur.
  
  J'ai aussi dispensé des TD Expérimentaux de 1éme année de Polytech’Orléans qui étaient pour chaque groupe partagé en 4 TP de 4 heures. Le contenu des TP portait sur l’apprentissage et l’approfondissement de l’utilisation d’un oscilloscope par l’étude de circuits RC, RL et RLC ainsi qu’avec des transistors bipolaires.

• IMN de Nantes - Stagiare DEA

  2002 - 2002 Durant mon stage de DEA Sciences des Matériaux effectué dans l’équipe PECVD d’Agnès GRANIER à l’Institut des Matériaux de Nantes, durant 5 mois, il a été développé un matériau SiOC à faible constante diélectrique élaboré par PECVD pour des applications en technologies CMOS. Une des voies explorées est l’élaboration d’un film poreux. J’ai ainsi utilisé un plasma contenant un mélange réactif HMDSO/O2 avec une faute teneur en oxygène. Ces films ainsi obtenus ont été analysés par ellipsométrie spectroscopique et par FTIR. A la fin de ce stage, l’objectif du stage a été atteint : l’obtention d’un low-k inférieur à 3 par plasma HMDSO/CH4.

• Université d'orléans - GREMI - Chercheur doctorant

  2002 - 2005 J’ai effectué ma thèse au sein du laboratoire GREMI dans l’équipe « gravure profonde du silicium » de Pierre RANSON dans la période 2002 à 2006. Au cours de mon travail de thèse, un réacteur plasma de type ICP a été mis en place afin d’étudier les mécanismes du procédé de gravure plasma du silicium. Cette étude a permis de mettre au point différentes conditions de gravure pour différents projets technologiques (vias traversants, MEMS, nano piliers pour la séparation d’ADN…). De plus, elle a contribué à la mise au point d’un brevet qui en cours d’évaluation. Ce projet de recherche est développé conjointement avec deux industriels : STMicroelectronic et Alcatel. Cette thèse a mis en lumière les mécanismes physico-chimiques du procédé de gravure dans le silicium.

Formations

• Université Orléans

  Orleans 2002 - 2006 physique des plasmas
  
  doctorant et enseignant

• Université Nantes

  Nantes 1997 - 2002 physique - chimie - matériaux
  
  De 1997 à 2002, j'ai obtenu DEUG Sciences de la Matière, Licence et Maîtrise de Sciences Physiques et DEA Sciences des Matériaux.

• Lycée Clemenceau

  Nantes 1994 - 1997 Baccalauréat S

Réseau

• Anthony EDELINE

• Aziz BERCHTIKOU

• Bruno PEYREMORTE

• Camille PETIT-ETIENNE

• Eric PASQUIET

• Fouad BACHER

• François DENIS

• Nicolas BARON

• Romain ELSAIR

• Thomas TILLOCHER