Le système de lithographie optique est un aligneur de masque Karl Süss MJB4 permettant d’imprimer dans la résine des motifs d’un masque de taille jusque 100x100mm, avec une résolution d’écriture de 1μm.
Il est doté de l’option « split-field » pour le microscope facilitant l’alignement sur des échantillons de grande surface.
Résines couramment utilisées : AZ5214, S1805, SU8, PMGI et LOR-B.

Le système de lithographie laser est un système LW405C Microtech, équipé d’un laser GaN à 405nm et permettant d’imprimer dans la résine tout motif avec une résolution de 1μm.
La surface d’écriture est de 100 x 100 mm et un alignement en face arrière est possible avec une résolution de positionnement de 5 µm.
Résines utilisables : AZ5214 et S1805.

Le système de lithographie électronique est un MEB Raith Eline doté d’une colonne FEG-GEMINI (0,5 – 30 kV) équipé d’une platine interférométrique 100 X 100 mm. Il permet une résolution d’écriture de 10nm dans du PMMA de 50 nm.

• Options installées :
  • Automatic Height Sensing qui corrige les pertes de focalisation lors d’insolation sur de grands échantillons (> 2 ”),
  • FBMS (Fixed Beam Motor Stage) pour une écriture sans raccord de champ;
• Résines couramment utilisées : PMMA, HSQ, MaN, MAA.

Avec un canon à électron FEG, deux détecteurs (à électrons réfléchis dans la colonne et à électrons secondaires), il permet aussi de faire des observations de microscopie électronique jusqu’au nm, y compris sous angle.

La gravure des couches se fait par gravure plasma fluorée (RIE – Reactive Ion Etching) dans un système Corial 200 R. Taille d’échantillons jusqu’à 200 mm. Le système dispose d’une caméra de détection de fin d’attaque.
Gaz disponibles : Ar, O₂, SF₆ et CHF₄.

L’évaporateur par effet Joule est un Edwards avec 4 creusets, sous vide secondaire.
Matériaux : Cr, Au, Al et Ni. + O₂ pour l’oxydation.

L’évaporateur par canon à électron a été fabriqué en interne grâce aux deux bureaux d’études « mécanique » et « instrumentation » pour la conception, Messieurs Perrin et Pace pour l’électronique de pilotage et l’atelier mécanique pour la réalisation des sous-ensembles. Il est équipé d’un canon Ferrotec, avec 8 creusets et un porte-échantillon permettant de réaliser des évaporations sous angle.
Matériaux : Ti, Cr, Au, Al, Ge, Pt, Ni et Pd.

Le four de dépôt par ALD (Atomic Layer Deposition) est un ANRIC AT400. Il permet de fabriquer des diélectriques à fort κ, tels que de l’oxyde d’aluminium (Al₂O₃) et de l’oxyde d’hafnium (HfO₂). Les précurseurs sont l’H₂O, avec du TMAl ou du Hf? , sous 250mTorr d’azote, à des températures entre 50 et 200°C. Dépôts sur des substrats jusque 4″ avec des épaisseurs de 1 à 50nm. Dépôt de ZnO aussi possible .

La pulvérisation cathodique est un système Plassys MP350S. Il est destiné à réaliser des dépôts de supraconducteurs de haute qualité, grâce à son vide secondaire. Il dispose de 2 cathodes magnétrons DC 2’’ avec une alimentation ADL 1kW. Le porte échantillon est rotatif et chauffant jusqu’à 600°C, avec possibilité de décapage plasma RF par Argon.
Cibles : Nb, Ta.

Le four CVD pour la synthèse de nanotubes de carbone est fait-maison. Il est de type tubulaire “hot-wall”. Les précurseurs gazeux sont Ar, H₂ et CH₄, à pression atmosphérique.

Le four permet aussi de faire des recuits sous Ar/H₂ jusque 1000°C.

La synthèse CVD du graphène sur cuivre est faite dans un four CVD AIXTRON BM2. C’est un système cold-wall en douchette avec les précurseurs Ar, H₂ et CH₄. La croissance est réalisée à basse pression (25mBar).

Nous maîtrisons la croissance de graphène monocristallin en îlot de quelques dizaines de μm.

Stamper pour les matériaux 2D utilisé pour la fabrication d’hétérostructures de type Van der Waals. Platines manuelles xyz pour le tampon, xyθ pour le substrat et xyz pour le microscope. Chauffage jusque 125°C. Fabriquée par l’équipe Physique mésoscopique.
Maîtrise de la fabrication d’hétérostructures BN-Gr-BN par la technique dite “Columbia” (à base de PPC suspendu), “Columbia modifiée” (à base de goutte de PDMS et PPC) et celle dite “Aachen” (à base de PVA et PMMA).

Le microscope à force atomique (AFM) est un Veeco (Bruker) Dimension Edge. Modes taping, contact et MFM (Magnetic Force Microscopy) en routine. Il a une résolution spatiale de 0.3nm en épaisseur et de l’ordre de 15nm dans le plan (rayon de courbure de la pointe). L’épaisseur maximale mesurable est de 4μm et les cartographies font 50×50μm maximum.

Le profilomètre mécanique est un Veeco (Bruker) Dektak 8, équipé d’une pointe de rayon de courbure 2μm. La gamme de hauteur mesurable est de 20 nm à 1 mm.

Le spectromètre Raman est un Renishaw InVia Reflex, équipé de 2 lasers, un vert à 532nm et un rouge à 633nm. Avec des objectifs de 5x, 20x, 50x et 100x, il permet de faire des cartographies spatiales jusqu’à la limite de résolution (400nm). Il a une résolution spectrale de quelques cm^-1. Avec des filtres Edge, il permet de faire des mesures jusque 50cm^-1 avec le laser vert et 100cm^-1 avec le rouge. Il est aussi équipé d’un filtre Notch pour faire des mesures Stokes/anti-Stokes avec le laser vert (+200cm^-1/-400cm^-1).

Le réflectomètre est un système NanoCalc-DUV Ocean Optics, permettant de mesurer les épaisseurs d’oxydes de 10nm à 70μm avec une précision de quelques nm. Il est équipé d’une lampe Halogène et d’une Deutérium couvrant la plage de longueur d’onde de 200 à 1100 nm.

Le système de wire-bonding est un Kulicke and Soffa 4523. Il est équipé de fil Al.

La scie diamantée Disco DAD321 permet de couper des substrats en Si et en quartz. La largeur de la bande de coupe est d’environ 100μm.

La micro-cliveuse est un système Scriber MR-100 OEG.